选用变频器的几个要点

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1、选用变频器五要点吴忠智(北京中瑞电子系统工程设计院，北京100039)[摘要]近20年笔者遇到变频器应用中存在的M题，绝大部分都是在工厂设计上考虑不周选用不当所致。不但造成经济损失，而且使配电系统解列。本文总结20年应用变频器的经验，列出选用变频器的基本点，达到安全应用变频器的目的。关键词电力电子器件拓扑电路负载特性谐波1按逆变元器件不同对变频器进行分类表2变频器控制方式分类电力电子半导体器件是现代电力电子设备的核心。要设计出高效、可靠、性价比高的系统，必须对这些器件及其特性有深入的了解，选用时要知道器件不同，变频器性能效果是不一样的。变频器按应用器件分类见表l。表1变频

2、器按器件分类4要根据负载特性选用变频器负载被转动时要求电机产生转矩，其大小随负载2变频器的拓扑电路各种条件而变化。但如果负载侧其它条件不变，或者变频器拓扑电路不同功能效率是不同的，要根据负载侧处于有效地进行正规控制的状态下，表示各种应用对象进行选择。目前普遍应用的有下列几种：转速下转矩大小的转矩一速度曲线，根据其形状大体可分为3类，如图1所示。(1)交一交变频器；(2)交一直一交变频器，又可分为交一直一交电流源型变频器和交一直一交电压源型变频器，其拓扑电路有两、三、多电平、多脉波(交交变频也有)多重化之分。·3了解变频器对电机的控制方式变频器对电机的控制是按电机特性及拖动

3、负载特性的要求而进行的，因此变频器以控制方式来衡定变转速频器的水平，见表2。注：①为恒转矩负载；②为平方减转矩负载；③为恒功率(转矩与转速成反比)图1典型的负载转矩特性收稿日期：2008一lO一084．1恒转矩负载作者简介：吴忠智(1933一)，教授级高工，博士导师。先后在负载具有恒转矩特性。例如起重机械之类的位能设计研究院从事自动化、电磁兼容、变频器应用设计研究工性负载需要电机提供与速度基本无关的恒定转矩一转速作，并参加国际电气电子工程师学会(IEEE)，为高级会员。特性，即在不同转速时负载转矩不变。当然负载的转曾在美国修订EMC标准。矩一转速特性随负载自身的变化而变化

4、。例如，若改变8n^n^r．chinaet．net{电工技术升降机提升货物的重量，则对应不同负载重量有不同时，假定车刀的切削力相等，则工件直径小的转速的转矩特性。高、转矩小，直径大的时候转速低、转矩大。v／f比一定控制只能在一定调速范围内近似维持磁③当卷绕机用同样的张力卷绕以同一速度出来的通为恒定，在相同的转矩相位角的条件下，如果能够板材或线材时，因开始卷绕的卷筒直径小，因此用较控制电机的电流为恒定，即可控制电机的转矩为恒小的转矩即可，但转速较高。随着不断地卷绕，卷简定。直径变粗，转矩随之变大，转速相应变低。严格地说，只有E／f控制比为恒定才能控制电机④运输机械在运输重物

5、时速度慢，轻载时速度的转矩为恒定。快。无论是高速还是低速，所需动力不变。传动标准电机，由于电机低速时的温升对转矩有对上述负载进行调速时，随着速度的变化，电机限制，如在低速区需要恒转矩，如输送带、起重机、应能满足负载的转矩要求。台车、机床进给、挤压机，可以采用矢量控制方式达(2)电机具有输出恒功率能力。当电机的电压随着到在全速范围内额定转矩控制。频率的增加而升高时，若电机的电压已经达到电机的额定电压，继续增加电压有可能破坏电机的绝缘。为4．2平方减转矩负载此，在电机达到额定电压以后，即使频率增加仍维持以风机、泵类为代表的平方减转矩负载，如图2电机电压不变。这样电机所能输出的

6、功率由电机的额所示。在低速下负载转矩非常小，用变频器运转在温定电压和额定电流所决定，不随频率的变化而变化，度、转矩方面都不存在问题，只考虑在额定点变频器即具有恒功率特性。运转引起的损耗增大即可。一般厂家都生产有节能型使用恒转矩调速的电机驱动变转矩负载，例如风变频器，既经济又达到节能要求，比调节挡板、阀门机、水泵时，速度变化到低速时电机所能输出的转矩可节能4O～50。仍有剩余，因此恒转矩调速电机可以满足调速要求。还有，不进行／_，一定控制，而采用图2虚线所但是恒转矩调速驱动恒功率负载时，低速转矩可能满示的模式下降频率，则电机效率提高，可以达到更大足不了负载要求。的节能效果。

7、异步电机变压变频调速时，通常在基频以下采用恒转矩调速，基频以上时采用恒功率调速。5所选配套设备达到国家和国际标准在实践应用中往往缺配套设备变频器无法投运，或模式者损坏其它设备，主要是由于变频器输入输出都有谐波电流，为此产生一系列问题。根据配电系统情况按表3频率配置相应的配套设备，达到国际和国家标准。为了限制变流装置对电力系统的谐波干扰，有利图2通用变频器的v!f模式于电力电子装置的推广应用，世界各国都相继制定了传动平方减转矩负载应注意的问题是，速度提高国家标准，以保证电网的供电质量。其中最具权威性到工频以上，所需功率急剧增加，