机械|选择变频器有哪些依据？机械

文章图片

随着变频技术的快速发展，变频调速技术已成为各种电机应用方案中的主流。极大得扩展了变频技术在工业领域的应用价值，大大节约了资源，降低了企业成本，保护了生产设备。那么企业应该如何选择合适的通用变频器（Variable-frequency Drive ，以下简称VFD）？
正确选择VFD对于机械设备的传动控制系统的正常运行至关重要，以免因选择不当而造成设备故障和不必要的损失。首先要明确选择VFD的用途，然后根据设备类型、负荷特性、调速范围、控制方式、使用环境、保护结构等要求选择合适的VFD使用。这样才能满足生产工艺，实现经济效益。

一、机械设备的负载转矩特性。
在实践中，根据负载扭矩特性的不同，生产机械往往分为三种类型:恒扭矩负载、恒功率负载和减扭矩负载。选择VFD ，应以负荷特性为基本依据。
1、降低扭矩特性负载。
【机械|选择变频器有哪些依据？】在各种风机、水泵、液压泵中，随着叶轮的转动，空气或液体在一定速度范围内产生的阻力大致与速度的二次幂成正比，扭矩按速度的二次幂变化，负载功率按速度的三次幂变化。这种负载是扭矩减小负载。
2、恒功率负载。
这类负载的特点是所需扭矩TL与转速n大致成反比，负载的输出扭矩随着电机转速的降低而增加，即在速度控制范围内，电机的输出功率保持不变。薄膜生产线中的金属切割机和轧机的主轴、造纸机、卷取机和开卷机都是恒功率负载。
负载的恒定功率特性是根据一定的速度变化范围。当转速很低时，由于机械强度的限制， TL不能无限增加，在低速时变成恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择影响很大。当电机采用恒磁通调节时，最大允许输出转矩不变，属于恒转矩调节。但弱磁调速中，最大允许输出转矩与转速成反比，属于恒功率调速。如果电机的恒转矩恒功率调速范围与负载的恒转矩恒功率范围一致，即在所谓的“匹配”条件下，电机的容量和VFD的容量最小。
恒功率负载的机械特性比较复杂，因此在设计系统时异步电动机不应超过其同步转速运行，否则容易造成破坏性的机械故障。通常VFD的容量一般是异步电动机的1.1 ~ 1.5倍。
3、恒定扭矩负载。
在恒转矩负载下，负载转矩TL与转速n无关，在任意转速下，负载转矩TL始终保持恒定或基本恒定，而负载功率随着负载转速的增加而线性增加。例如，起重机、传送带、注塑机、搅拌机和起重机等摩擦负载都是恒定扭矩负载。对此类负荷采用VFD控制的目的是实现设备自动化，提高劳动生产率，提高产品质量。
VFD拖动恒转矩负载时，低速时的输出转矩应足够大并有足够的过载能力，一般为额定电流的150% 。如果需要长时间低速稳定运行，应考虑异步电机的散热能力，避免电机温升过大。
设计系统时，应注意适当增加异步电机或VFD 。 VFD的容量一般是异步电动机的1.1 ~ 1.5倍。
二、VFD根据负载特性选择合适的控制模式。
除了VFD的制造工艺外，采用VFD的控制方法也非常重要。 VFD的控制方式主要分为开环控制和闭环控制。其中，开环控制方式结构简单，性能可靠，但调速精度和动态响应性能较低。闭环控制方式可以根据流量、温度、位置、速度、压力等参数的变化进行实时控制，动态响应快，但有时难以实现，成本高。用户应根据自己的需要选择相应的控制方式，从而获得所需的调速特性。