 |
浙江依客思電氣有限公司
主營產品： 鋼絲包布防爆過線管，flk防水防塵防腐斷路器 |
公司信息
防爆變頻柜調速的正確設定
2019-11-26 閱讀(1467)
防爆變頻柜調速的正確設定
一、隨著變頻調速技術的發(fā)展，變頻器調速已成為交流調速的主流，在化纖、紡織、鋼鐵、機械、造紙等行業(yè)得到廣泛的應用。由于通用變頻器一般采用V/f控制，即變壓變頻（VVVF）方式調速，因此，變頻器在使用前正確地設定其壓頻比，對保證變頻器的正常工作至關重要。變頻器的壓頻比由變頻器的基準電壓與基準頻率兩項功能參數(shù)的比值決定，即基準電壓/基準頻率=壓頻比。 基準電壓與基準頻率參數(shù)的設定，不僅與電動機的額定電壓與額定頻率有關（電機的壓頻比為電機的額定電壓與額定頻率之比），而且還必須考慮負載的機械特性。對于普通異步電機在一般調速應用時，其基準電壓與基準頻率按出廠值設定（基準電壓380V，基準頻率50Hz），即滿足使用要求。但對于某些行業(yè)使用的較特殊的電機，就必須根據(jù)實際情況重新設定基準電壓與基準頻率的參數(shù)。由于變頻器使用說明書以及有關書籍中沒有對這兩個參數(shù)作詳細介紹，因此正確的設定該參數(shù)對于不少使用者來說，并非很容易的事。為此，本文結合變頻調速的基本控制方式及負載的機械特性與基準電壓、基準頻率參數(shù)的關系，列舉實例，詳細說明基準電壓與基準頻率參數(shù)的設定方法。
二、變頻調速的基本控制方式與基準電壓、基準頻率的關系 電機用變頻器調速時有兩種情況--基頻（基準頻率）以下調速和基頻以上調速。必須考慮的重要因素是：盡量保持電機主磁通為額定值不變。如果磁通過弱（電壓過低），電機鐵心不能得到充分利用，電磁轉矩變小，負載能力下降。如果磁通過強（電壓過高），電機處于過勵磁狀態(tài)，電機因勵磁電流過大而嚴重發(fā)熱。根據(jù)電機原理可知，三相異步電機定子每相電動勢的有效值 ： E1=4.44f1N1Φm 式中 ：E1--定子每相由氣隙磁通感應的電動勢的有效值，V ；f1--定子頻率，Hz；N1——定子每相繞組有效匝數(shù) ；Φm-每極磁通量 由式中可以看出，Φm的值由E1/f1決定，但由于E1難以直接控制，所以在電動勢較高時，可忽略定子漏阻抗壓降，而用定子相電壓U1代替。那么要保證Φm不變，只要U1/f1始終為一定值即可。這是基頻以下調時速的基本情況，為恒壓頻比（恒磁通）控制方式，屬于恒轉 矩調速。從圖1可以看出，基準頻率為恒轉矩調速區(qū)的zui高頻率，基準頻率所對應的電壓為即為基準電壓，是恒轉矩調速區(qū)的zui高電壓，在基頻以下調速時，電壓會隨頻率而變化，但兩 者的比值不變。 在基頻以上調速時，頻率從基頻向上可以調限頻率值，但是由于電機定子不能超過 電機額定電壓，因此電壓不再隨頻率變化，而保持基準電壓值不變，這時電機主磁通必須隨頻率升高而減弱，轉矩相應減小，功率基本保持不變，屬于恒 功率調速區(qū)。 基準頻率為恒功率調速區(qū)的低頻率，是恒轉矩調速區(qū)與恒功率調速區(qū)的轉折點，而基準電壓值在整個恒功率調速區(qū)內不再隨頻率變化而改變。
防爆變頻柜調速的正確設定
三、負載的機械特性與基準電壓，基準頻率的設定 合理地使用變頻器，必須了解所驅動負載的機械特性。 根據(jù)不同的使用目的，負載基本上可分為恒轉矩負載、恒功率負載以及平方轉矩負載等三類。恒轉矩負載其所需轉矩基本不受速度變化的影響（T=定值），對于該類負載，變頻器的整個工作區(qū)運行在基頻以下，這時變頻器的輸出特性正好能滿足負載的要求。恒功率負載在轉速越高時，所需轉矩越?。═×N=定值），對于恒功率負載來說，電機的工作頻率若運行在基頻以上，其所要求的機械特性將與變頻器的輸出特性相吻合。至于平方轉矩負載，它所要求的轉矩與轉速的平方成正比（T/N2=定值），電機應運行在基頻以下較為合理。需要注意的是：平方轉矩負載的工作頻率絕不能超過工頻（除非變頻器容量大一個等級）。否則變頻器與電機將嚴重過載。
四、設定實例
例一 ：一臺化纖紡絲計量泵電機型號為FTY-550-6，既550W 6極三相永磁同步電動機。銘牌參數(shù)如下：工作電壓：62.5 - 125 - 475V。工作頻率：25 - 50 - 190HZ，電機功率：275 - 550 - 2090W，轉速：500 - 1000 - 3800R/min，電流：4A。其工作范圍較寬，銘牌參數(shù)與一般異步電動機不同，左邊的數(shù)值為電機正常工作時（不失步）的下限，右邊數(shù)值為電機正常工作時的大值，中間值為額定值（50HZ）。該電機壓頻比為125V/50HZ=2.5，使用三 墾SAMCO-I 1HF1.5K變頻器。若只按電機參數(shù)設定，電機的額定電壓與額定頻率值既為變頻器的基準電壓與基準頻率值，基準電壓（代碼為CD005）設為125V，基準頻率（CD006）為50HZ（出廠值）不變，這樣設定，電機工作在基頻以下時，電機驅動計量泵毫無問題，但計量泵屬于恒轉矩負載，若在計量泵要求 較高轉速（如90HZ）時，那么頻率雖然可調至90HZ，但此時電機工作電壓仍為125V，實際壓額比為125/90HZ=1.39，電磁轉矩變小，無法提供負載所需轉矩，使計量泵不能正常工作。正確的設定應為：CD005=475V，CD006=190HZ，在這里基準電壓雖設為475V，但由于變頻器不具有升壓功能，其實際輸出電壓由輸入電壓的大值決定，所以這樣設定只對增大V/F圖形的斜率有效，并不真能達到475V。因此也可以這樣設定：CD005=380V，CD006=152HZ，變頻器的壓頻比仍為380V/152HZ=2.5不變，，電機整個工作段都處于恒轉矩調速范圍，滿足了負載特性的要求。 例2：一臺紡織用三相異步調速電動機，額定功率60W，額定電壓110V，額定頻率50HZ，調速范圍40-110HZ，額定電流0。34A，4極，因此該電機的壓頻比為110V/50HZ=2。
2。所驅動負載為恒功率特性。驅動變頻器原來準備用富士FRN1。5G11S-4CX（驅動六臺電機）但該變頻器的基準電壓（富士變頻器額定電壓）低只能調到320V，根據(jù)電機的壓頻比，要保證電機運行在50HZ時工作電壓為110V，電機能正常工作。但該負載工作轉速調節(jié)范圍較寬，如果要求運行在110HZ那么此時電機電壓將達到242V，高出額定電壓一倍多，其結果可想而知。若以110HZ時電機工作電壓為110V來設定，則設額定電壓為320V（低值），基準頻率為320HZ，那么電機運行在110HZ時，電壓正好為電機額定電壓。但這時變頻器的壓頻比為320V/320HZ=1，因此在電機運行于40HZ時，其電壓僅為40V，顯然沒有足夠的功率驅動負載。所以該型富士變頻器不能滿足使用要求。改用三星SAMCO-I IHF1.5K變頻器，設基準電壓CD005=110V，基準頻率CD006=50HZ，這樣電機從50-110HZ調速時其電壓值保持在110V不變，電機工作在恒功率調速區(qū)，與負載的機械特性相符，不會再有超過電機額定電壓或功率不足的現(xiàn)象發(fā)生。
闡述了根據(jù)負載的機械特性和電機參數(shù)設定變頻器的基準電壓和基準頻率的方法，可以看出，正確的設定好變頻器的基準電壓，基準頻率，既能充分利用變頻器的性能，又能滿足負載對變頻器的要求。如果設定不當，變頻器與電機甚至不能工作。因此，正確的設定變頻器的壓頻比是使用好變頻器的關鍵。
