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变频器的7大运用误区

2017-04-25 12:51分类:PLC基础知识 阅读:

 

  误区1、运用变频器都能节省用电

  一些文献声称变频调速器是节省用电操控商品,给人的感触是只需运用变频调速器都能节省用电,实习上,变频调速器之所以能够节省用电,是因为其能对电动机进行调速。假定说变频调速器是节省用电操控商品的话,那么悉数的调速设备也都能够说是节省用电操控商品。变频调速器只不过比其它调速设备功率和功率因数略高算了。

  变频调速器能否完毕节省用电,是由其负载的调速特性挑选的。关于离心风机、离心水泵这类负载,转矩与转速的平方成正比,功率与转速的立方成正比。只需正本选用阀门操控流量,且不是满负荷作业,改为调速作业,均能完毕节省用电。当转速降低为正本的80%时,功率只需正本的51.2%。可见,变频调速器在这类负载中的运用,节省用电作用最为显着。关于罗茨风机这类负载,转矩与转速的巨细无关,即恒转矩负载。若正本选用放风阀放走剩劣势量的办法调度风量,改为调速作业,也能完毕节省用电。当转速降低为正本的80%时,功率为正本的80%。比在离心风机、离心水泵中的运用节省用电作用要小得多。关于恒功率负载,功率与转速的巨细无关。水泥厂恒功率负载,如配料皮带秤,在设定流量必定的条件下,当料层厚时,皮带速度减慢;当料层薄时,皮带速度加速。变频调速器在这类负载中的运用,不能节省用电。

  与直流调速体系比照,直流电动机比沟通电动机功率高、功率因数高,数字直流调速器与变频调速器功率平起平坐,乃至数字直流调速器比变频调速器功率略高。所以,声称运用沟通异步电动机和变频调速器比运用直流电动机和直流调速器要节省用电,理论和实习证实,这是禁绝确的。

  误区2、变频器的容量挑选以电动机额外功率为根据

  有关于电动机来说,变频调速器的报价较贵,因而在保证安全牢靠作业的条件下,合理地降低变频调速器的容量就显得非常有含义。

  变频调速器的功率指的是它适用的4极沟通异步电动机的功率。

  因为同容量电动机,其极数纷歧样,电动机额外电流纷歧样。跟着电动机极数的增多,电动机额外电流增大。变频调速器的容量挑选不能以电动机额外功率为根据。一同,关于正本未选用变频器的改造项目,变频调速器的容量挑选也不能以电动机额外电流为根据。这是因为,电动机的容量挑选要思考最大负荷、殷实系数、电动机规范等要素,通常殷实量较大,工业用电动机常常在50%~60%额外负荷下作业。若以电动机额外电流为根据来挑选变频调速器的容量,留有殷实量太大,构成经济上的糟蹋,而牢靠性并没有因而得到跋涉。

  关于鼠笼式电动机,变频调速器的容量挑选应以变频器的额外电流大于或等于电动机的最大正常作业电流1.1倍为准则,这么能够最大极限地节省资金。关于重载起动、高温环境、绕线式电动机、同步电动机等条件下,变频调速器的容量应恰当加大。

  关于一开端就选用变频器的计划中,变频器容量的挑选以电动机额外电流为根据无可厚非。这是因为此刻变频器容量不能以实习作业状况来挑选。当然,为了削减出资,在有些场合,也可先不断定变频器的容量,等设备实习作业一段时刻后,再根据实习电流进行挑选。

  误区3、用视在功率核算无功抵偿节能收益

  用视在功率核算无功抵偿节能作用。如文献[1]原体系风机工频满载作业时,电动机作业电流为289A,选用变频调速时,50Hz满载作业时的功率因数约为0.99,电流是257A,这是因为变频器内部滤波电容发作改进功率因数的作用。节能核算如下:ΔS=UI=×380×(289-257)=21kVA

  因而该文以为其节能作用约为单机容量的11%分配。

  实习剖析:S即标明视在功率,即电压与电流的乘积,电压相一同,视在功率节省百分比与电流节省百分比是一回事。在有电抗的电路中,视在功率仅仅反映了配电体系的容许最大输出才调,而不能反映电动机实习耗费的功率。电动机实习耗费的功率只能用有功功率标明。在该例中,虽用实习电流核算,但核算的是视在功率,而不是有功功率。咱们知道,电动机实习耗费的功率是由风机及其负载挑选的。功率因数的跋涉并没有改动风机的负载,也没有跋涉风机的功率,风机实习耗费的功率没有削减。功率因数跋涉后,电动机作业状况也没有改动,电动机定子电流并没有削减,电动机耗费的有功功率和无功功率都没有改动。功率因数跋涉的要素是变频器内部滤波电容发作无功功率供应了电动机耗费。跟着功率因数跋涉,变频器的实习输入电流削减,然后削减了电网至变频器之间的线损和变压器的铜耗。一同,负荷电流减小,给变频器供电的变压器、开关、触摸器、导线等配电设备能够带更多的负载。需求指出的是,假定象该例一样不思考线损和变压器铜耗的节省,而思考变频器的损耗,变频器在50Hz满载作业时,不只没有节能,而且还费电。因而,用视在功率核算节能作用是不对的。

  误区4、变频器输出侧不能加装触摸器

  简直悉数变频调速器运用阐明书都指出,变频调速器输出侧不能加装触摸器。如日本安川变频器阐明书就规矩“切勿在输出回路联接电磁开关、电磁触摸器”。

  厂家的规矩是为了防止在变频调速器有输出时触摸器动作。变频器在作业中联接负载,会因为漏电流而使过电流保护回路动作。那么,只需在变频调速器输出与触摸器动作之间,加以必要的操控联锁,保证只需在变频调速器无输出时,触摸器才调集作,变频调速器输出侧就能够加装触摸器。这种计划关于只需1台变频调速器,2台电动机(1台电动机作业,1台电动机备用)的场合,具有首要的含义。当作业的电动机呈现缺陷时,能够很便本地将变频器切换到备用电动机,经过延时使变频器作业,完毕备用电动机自动投入变频作业。而且还能够很便本地完毕2台电动机的互为备用。

  误区5、变频调速器在离心风机中的运用,可彻底代替风机的调度阀门

  选用变频调速器对离心风机进行调速来操控风量,与调度阀门操控风量比照,具有显着的节省用电作用。但在有些场合,变频调速器不能彻底代替风机的阀门,在计划中要致使格外留神。为了阐明这个疑问,咱们先从其节省用电原理谈起。离心风机的风量与转速的一次方成正比,风压与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。

  如图1所示,曲线(1)为风机在恒速下,风压-风量(H-Q)特性;曲线(2)为管网风阻特性(阀门开度全开)。风机作业在A点时输出风量为Q1,此刻轴功率N1与Q1、H1的乘积面积(AH1OQ1)成正比。当风量从Q1削减到Q2,如选用调度阀门办法,使管网阻力特性变到曲线(3)。体系由正本的工况点A变到新的工况点B作业,风压反而添加,轴功率N2与面积(BH2OQ2)成正比,N1与N2相差不多。假定选用调速操控办法,风机转速由n1降到n2,则风压-风量(H-Q)特性如曲线(4)所示,在满意一样风量Q2的状况下,风压H3大凹凸降低,功率N3(恰当于面积CH3OQ2)跟着显着削减,节能作用非常显着。

  从上面的剖析还能够看出,调度阀门操控风量,跟着风量的削减,风压反而添加;而选用变频调速器调速来操控风量,跟着风量的削减,风压大凹凸降低。风压降低太多,有或许满意不了技能恳求。即假定工况点在曲线(1)、曲线(2)、H轴所围区域内部,单纯地依托变频调速器调速将无法满意技能恳求,需求和阀门调度联络才调满意技能恳求。某厂引入的变频调速器,在离心风机中的运用中,因没有计划阀门,单纯地依托变频调速器调速来改动风机工况点,吃尽了苦头。要么转速太高,风量太大;若降低转速,风压又满意不了技能恳求,吹不进风。因而离心风机在运用变频调速器调速节省用电时,要统筹风量和风压这2个方针,不然会带来不良的作用。

  误区6、通用电动机只能在其额外转速以下选用变频调速器降速作业

  经典理论以为,通用电动机频率上限为55Hz。这是因为当电动机转速需求调到额外转速以上作业时,定子频率将添加到高于额外频率(50Hz)。这时,若仍按恒转矩准则操控,则定子电压将添加逾越额外电压。那么,当调速计划高于额外转速时,须坚持定子电压为额外电压不变。这时,跟着转速/频率的上升,磁通将削减,因而在同必定子电流下的转矩将减小,机械特性变软,电动机的过载才调大凹凸削减。

  由此可见,通用电动机频率上限为55Hz是有条件条件的:

  1、定子电压不能逾越额外电压;

  2、电动机在额外功率作业;

  3、恒转矩负载。

  上述状况下,理论和实验证实,若频率逾越55Hz,将使电动机转矩变小,机械特性变软,过载才调降低,铁耗急增,发热严峻。

  笔者以为,电动机实习作业状况标明,通用电动机能够经过变频调速器进行提速作业。能否变频提速能提多少首要是由电动机拖动的负载来挑选的。首要,要弄清负荷率是多少其次,要搞了解负载特性,根据负载的详细状况,进行核算。简略剖析如下:

  1、实习上,关于380V通用电动机,定子电压逾越额外电压10%长时刻作业是能够的,对电动机绝缘及寿数没有影响。定子电压跋涉,转矩显着增大,定子电流削减,绕组温度降低。

  2、电动机负荷率通常为50%~60%

  通常状况下,工业用电动机通常在50%~60%额外功率下作业。经核算,电动机输出功率为70%额外功率,定子电压跋涉7%时,定子电流降低26.4%,此刻,即便是恒转矩操控,选用变频调速器跋涉电动机转速20%,定子电流也不光不会上升,反而会降低。虽然跋涉频率后,电动机铁耗急增,但由其发作的热量与定子电流降低而削减的热量比照甚微。因而,电动机绕组温度也将显着降低。

  3、负载特性各式各样

  电动机拖动体系是为负载效劳的,纷歧样的负载,机械特性纷歧样。电动机在提速后有必要满意负载机械特性的恳求。经核算恒转矩负载纷歧样负荷率(k)时的容许最高作业频率(fmax)与负荷率成反比,即fmax=fe/k,其间fe为额外工频。对恒功率负载,通用电动机的容许最高作业频率首要受电动机转子和转轴的机械强度绑缚,笔者以为通常绑缚在100Hz以内为宜。

  误区7、忽略变频器的本身特征

  变频调速器的调试作业通常由经销厂家来完毕,不会呈现啥疑问。变频调速器的设备作业较简略,通常由用户来完毕。一些用户不仔细阅览变频调速器的运用阐明书,不严峻依照技能恳求进行施工,忽略变频器本身特征,将其对等于通常电气器材,凭想当然和履历就事,为缺陷和事端埋下了风险。

  根据变频调速器的运用阐明书的恳求,接到电动机的电缆应选用屏蔽电缆或铠装电缆,最好穿金属管敷设。堵截电缆的端头应尽或许规整,未屏蔽的线段尽或许短,电缆长度不宜逾越必定的间隔(通常为50m)。当变频调速器与电动机间的接线间隔较长时,来自电缆的高谐波漏电流会对变频调速器和周边设备发作晦气影响。从变频器操控的电动机回来的接地线,应直接连到变频器相应的接地端子上。变频器的接地线切勿与焊机及动力设备共用,且尽或许短。因为变频器发作漏电流,与接地址太远则接地端子的电位不安稳。变频器的接地线的最小截面积有必要大于或等于供电电源电缆的截面积。为了防止搅扰而致使的误动作,操控电缆应运用绞合屏蔽线或双股屏蔽线。一同要留神切勿将屏蔽网线触摸到其它信号线及设备外壳,用绝缘胶带缠包起来。为了防止其遭到噪声的影响,操控电缆长度不宜逾越50m。操控电缆和电动机电缆有必要分隔敷设,运用独自的走线槽,并尽或许远离。当二者有必要穿插时,应选用笔直穿插。千万不能将它们放在同一个管道或电缆槽中。而一些用户在进行电缆敷设时,没有严峻依照上述恳求进行施工,致使在独自调试时设备作业正常,正常出产时却搅扰严峻,致使不能作业。

  在变频调速器的往常保护中也要格外留神。有的电工一发现变频器缺陷跳停,就当即翻开变频器进行修补。这么做是很风险的,有或许发作人身触电事端。这是因为即便变频器不处于作业状况,乃至电源现已堵截,因为其间的电容器的存在,变频器的电源输入线、直流端子和电动机端子上依然或许带有电压。断开开关后,有必要等候几分钟后,使变频器放电完毕,才调开端作业。还有的电工习气于一发现变频调速体系跳停,就当即用摇表对变频器拖动的电动机进行绝缘查验,然后差异电动机是不是焚毁。这也是很风险的,易使变频器被烧。因而,在电动机与变频器之间的电缆未断开前,必定不能对电动机进行绝缘查验,也不能对已联接到变频器的电缆进行绝缘查验。

  对变频器的输出参数进行丈量时也要格外留神。因为变频器的输出为PWM波形,富含高次谐波,而电动机转矩首要依托于基波电压有用值,故丈量输出电压时,首要是丈量基波电压值,运用整流式电压表,其丈量作用最挨近数字频谱剖析仪丈量值,而且与变频器的输出频率有极好的线性联络。若需进一步跋涉丈量精度,能够选用阻容滤波器。数字万用表简略受搅扰,丈量有较大的过错。输出电流需求丈量包含基波和别的高次谐波在内的总有用值,因而常用的外表是动圈式电流表(在电动机负载时,基波电流有用值和总电流有用值纷歧样不大)。当思考到丈量便利而选用电流互感器时,在低频状况下电流互感器或许丰满,所以,有必要挑选恰当容量的电流互感器。

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