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　　摘要：隨著科技的進(jìn)步，矢量變頻器應(yīng)用的日益廣泛，節(jié)能降耗意識(shí)的提高，從而人們更加關(guān)注如何選擇矢量變頻器更經(jīng)濟(jì)，更節(jié)電。
　　關(guān)鍵詞：矢量變頻器；節(jié)能降耗；廣泛
　　一、矢量變頻器為什么能節(jié)能降耗
　　典型的就是風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載。在過(guò)去，風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載調(diào)節(jié)流量常采用的方法是用閥門(mén)或擋板來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣做雖然也能達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，但是缺點(diǎn)有兩點(diǎn)：一是閥門(mén)或擋板容易損壞，另一個(gè)就是不能節(jié)能，因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)流量時(shí)，電機(jī)的輸出功率根本沒(méi)有變化。如果采用矢量變頻器，它就采用調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量的，因?yàn)檗D(zhuǎn)速與流量為正比關(guān)系，輸出功率與流量的三次方是正比關(guān)系，所以這樣可以大大節(jié)約電能，又省去了閥門(mén)與擋板的復(fù)雜控制。
　　二、矢量變頻器的選擇
　　1.電壓選擇
　　矢量變頻器的輸出電壓等于電機(jī)的工頻額定電壓。
　　2.電流選擇
　?。?）矢量變頻器與電動(dòng)機(jī)為一對(duì)一關(guān)系時(shí)
　　電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，電流要滿(mǎn)足如下關(guān)系
　　IN≥1.1IMm （1）
　　式中：IN變頻器的額定電流，單位為A；
　　Im電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流，單位為A。
　?。?）變頻器與電動(dòng)機(jī)為一對(duì)多時(shí)
　　一臺(tái)矢量變頻器帶動(dòng)若干臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般情況下，小于7.5kW的電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)，功率較大的則使用矢量變頻器功能實(shí)行軟起動(dòng)。此時(shí)，變頻器輸出的額定電流按下式進(jìn)行計(jì)算：
　　IN≥（（m∑i=1）Imi+（n∑j=1）Inj/Kp （2）
　　式中（m∑i=1）Imi所有直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流之和；
　?。╪∑j=1）Inj所有軟起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定電流之和；
　　Kp―變頻器允許過(guò)載倍數(shù)（1.3～1.5）。
　　3.容量選擇
　　矢量變頻器的容量要和電動(dòng)機(jī)的容量相匹配。
　?。?）一臺(tái)矢量變頻器帶動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)的容量選擇
　　連續(xù)恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)所需的矢量變頻器容量SN的計(jì)算如式（3）和式（4）所示，式（3）滿(mǎn)足負(fù)載的輸出要求，式（4）實(shí)現(xiàn)與電動(dòng)機(jī)容量的配合。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要同時(shí)滿(mǎn)足式（3）和式（4）。
　　SN≥kPm/ηCOSφ （3）
　　SN≥√3kUMIMX10-3 （4）
　　式中：
　　Pm電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率，單位為kW；
　　η電動(dòng)機(jī)的效率；
　　COSφ電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)；
　　UM電動(dòng)機(jī)的電壓，單位V；
　　IM電動(dòng)機(jī)的電流，單位為A；
　　k電流波形的修正系數(shù)，PWM方式是通常取為1.0～1.5；
　　SN矢量變頻器的額定容量，單位是kVA。
　　（2）矢量變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，需要考慮矢量變頻器的過(guò)載能力，要保證矢量變頻器的額定電流大于所有電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流之和。設(shè)矢量變頻器的過(guò)載能力為KP，允許過(guò)載的時(shí)間為1min，如果電動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間在1min以下時(shí)，則矢量變頻器的驅(qū)動(dòng)容量可按式（5）計(jì)算，如果電動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間在1min以上時(shí)，則矢量變頻器的驅(qū)動(dòng)容量可按式（6）計(jì)算。
　　kPSN≥kPm/ηCOSφ [NT+NS（ks-1）] （5）
　　SN≥kPm/ηCOSφ [NT+NS（ks-1）] （6）
　　式中：
　　NT電動(dòng)機(jī)并聯(lián)的臺(tái)數(shù)；
　　NS電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)的臺(tái)數(shù)；
　　ks電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流與電動(dòng)機(jī)額定電流的比值。
　　其它各量同上。
　?。?）大慣性負(fù)載起動(dòng)時(shí)矢量變頻器的容量計(jì)算如下：
　　SN≥knN（TL+GD2nN/375tA）/9550ηCOSφ （7）
　　式中：GD2 換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總GD2；
　　TL 負(fù)載轉(zhuǎn)矩；
　　tA 根據(jù)負(fù)載要求確定的電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間，單位是S；
　　nN 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位是r/min；
　　SN矢量變頻器的額定容量，單位是kVA；
　　Ks電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流與電動(dòng)機(jī)額定電流的比值。
　?。?）當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際功率小于額定功率時(shí)，選用矢量變頻器時(shí)可以小于電動(dòng)機(jī)額定功率，但要注意瞬時(shí)峰值電流造成過(guò)負(fù)荷的影響。
　　4.矢量變頻器型式的選擇
　　對(duì)于調(diào)速精度沒(méi)有要求的設(shè)備，則選用普通U/f控制通用變頻器；對(duì)于低速時(shí)要求有較硬的機(jī)械特性，并要求有一定的調(diào)速精度，在動(dòng)態(tài)方面無(wú)較高要求的負(fù)載，可選用不帶速度反饋的矢量控制型通用變頻器；對(duì)于某些對(duì)調(diào)速精度及動(dòng)態(tài)性能方面都有較高要求，以及要求高精度同步運(yùn)行的負(fù)載，可選用帶速度反饋的矢量控制型通用變頻器。軋鋼類(lèi)對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械，采用矢量控制高性能型變頻器是一種很好的選擇。對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)負(fù)載，當(dāng)采用普通功能型變頻器時(shí)，常采用加大電動(dòng)機(jī)和變頻器的容量的方法，來(lái)提高低速轉(zhuǎn)矩，但這種方式要考慮低速下強(qiáng)迫風(fēng)冷及絕緣級(jí)別的提高；另一種就是采用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型U/f控制通用變頻器。
　　矢量控制方式只能一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，只能選擇U/f控制模式，不能用矢量控制模式。
　　目前常用的產(chǎn)品是高功能型U/f控制通用變頻器；具備轉(zhuǎn)矩控制功能，有無(wú)跳閘能力，輸出靜態(tài)轉(zhuǎn)矩高，機(jī)械特性硬度高于工頻電網(wǎng)供電的異步電動(dòng)機(jī)，并且具有挖土機(jī)特性。但對(duì)于要求較高動(dòng)態(tài)性能的負(fù)載，則優(yōu)先選用高動(dòng)態(tài)性能型矢量控制通用變頻器；另外無(wú)速度傳感器矢量控制通用變頻器也正被廣泛應(yīng)用。
　　5.矢量變頻器的防護(hù)級(jí)別選擇
　　因?yàn)樵O(shè)備工作環(huán)境復(fù)雜，變頻器在環(huán)境條件差的境況下工作，就會(huì)影響變頻器的使用壽命和出力，所以變頻器的箱體結(jié)構(gòu)按使用環(huán)境分為以下四個(gè)防護(hù)級(jí)別：
　　（1）敞開(kāi)式IP00 應(yīng)用在環(huán)境條件較好的場(chǎng)所，如配電室的盤(pán)、箱、柜內(nèi)；
　　（2）封閉式IP20 不可以在有直徑小于12.5mm的粉塵環(huán)境中工作；
　?。?）密封式IP54 適用在環(huán)境比較潮濕，沒(méi)有危險(xiǎn)的灰塵環(huán)境中，有防濺水功能；
　?。?）密封式IP65 適用在環(huán)境中有危險(xiǎn)的灰塵，并有防噴水的功能。
　　6.變頻器對(duì)溫濕度的要求
　　（1）環(huán)境溫度要在合適的范圍內(nèi)，否則電路元器件就會(huì)出現(xiàn)故障，另外溫度過(guò)高也會(huì)影響變頻器的輸出電流，如當(dāng)環(huán)境溫度小于40度時(shí)，變頻器輸出為額定電流；當(dāng)環(huán)境溫度為45度時(shí)，變頻器輸出電流為0.8倍額定電流；當(dāng)環(huán)境溫度為50度時(shí)，變頻器輸出電流為0.6倍額定電流。因此，安裝變頻器時(shí)，一定要考慮通風(fēng)散熱。
　?。?）為了不破壞線(xiàn)路及電路板，要求環(huán)境的相對(duì)濕度不結(jié)露，無(wú)冰凍。
　?。?）海拔高度也會(huì)影響變頻器的電氣絕緣，據(jù)統(tǒng)計(jì)，海拔每升高100米，電氣絕緣就會(huì)降低1%。
　　在選用矢量變頻器時(shí)需仔細(xì)閱讀變頻器的使用說(shuō)明書(shū)，了解使用環(huán)境，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇矢量變頻器。
　　7.在有爆炸危險(xiǎn)氣體或粉塵環(huán)境下，必須將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所之外
　　綜上所述，為了達(dá)到節(jié)能降耗，還要安全適用，在選擇矢量變頻器時(shí)一定要做到應(yīng)用環(huán)境恰當(dāng)，電壓匹配，電流要相當(dāng)，容量合適，型式還要滿(mǎn)足工藝要求。
　　此文由上海碩吉電器有限公司發(fā)布，上海碩吉電器專(zhuān)業(yè)制造矢量變頻器,軟啟動(dòng)器,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,多功能儀表,等智能化、節(jié)能環(huán)保系列產(chǎn)品。 官方網(wǎng)站：http://sgnmkr.com。

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