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为了实现变频器与电动机合理配套,达到理想的调速与节能运行,在两者的配置上应该注意以下问题。
1、由于变频器输出的电源往往带有高次谐波,从而会增加电动机的总损耗,即使在额定频率下运行,电动机输出转矩也会有所降低。如在额定频率以上或以下调速时,电动机额定输出转矩都不可能用足。要是不论转速高低,都始终需要额定转矩输出,则应采用容量较大的电动机降容使用才行。
2、从效率(既节能)角度出发,应注意以下几点:
a.变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利变频器在较高的效率下运行。
b.在变频器功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率。
c.当电动机频繁启动、制动工作或重载启动且教频繁工作时,可选用大一级的变频器,以利于变频器长期、安全地运行。
d.当电动机实际功率有富余时,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。
e.当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整节能程序的设置,以达到较高的节能效果。
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机床上应用变频器,不但可以有效的提高加工效率,还可以提高加工质量和节约电能。
机床的种类很多,最常用的机床有两大类:一类是以钻床、铣床、磨床我代表的加工工具旋转类机床。另一类是以车床为代表的加工对象旋转类机床。
1、加工工具旋转类机床、铣床、钻床这类机床应用变频器的难度小于车床。在要求调速范围的场合,需要同机械变速机构配合,但从加/减速特性,速度精度方面来看,可采用通用V/F变频器。调速范围约为1:10,可采用通用交流电动机,整个控制系统可以采取开环方式。
2、磨床:磨床的调速范围狭窄(1:2)。对于其加/减速特性和速度精度等要求,通用变频器都能充分满足。在内圆磨床中可采取用中频变频器控制磨头电动机。中频变频器的频率调节范围0至200Hz,且连续可调。应用中频 变频器时需注意:最低启动频率应为50至100Hz,力矩提升曲线最高点应在中频电动机额定工作频率处。
3、车床:从调速范围、加/减速性能及速度等方面看,在车床上应用变频器有一定难度。如:车床主轴的调速范围约为1:100,加/减速时间要求小于2s等,对于这些指标,变频器很难达到。只有对低转速转矩不足、调速范围不足等负面影响采取对策后,变频器在车床主轴调速中才能发挥较好的作用。这些对策包括:采用矢量型变频器,变频器采用闭环控制,选用与变频器配套的专用电动机等。
4、与车床相近的工作旋转类机床:同车床一样,在调速范围、加/减速性能及速度精度方面难以采用通用变频器,需要采用专用变频器。专用变频器的技术要求为:加工中心调速范围一般为1:200以上;需采用矢量控制;需用光电编码盘作为调速和位置传感器,与变频器实行闭环控制;最低速度和最高速度之间的变换时间小于1s;需用专用电动机。
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目前市场上变频器的种类很多,有国产品牌,如西普、佳灵、惠丰、时代、海利等;有欧美国家的品牌,如德国的SIEMENS(西门子)、KEB(科比)、Lenze(伦茨);法国的Schneider(施耐德);丹麦的DANFOSS(丹佛斯);有日本品牌,如富士、三菱、东芝、日立、安川、明电、松下、东洋等;有我国港澳台地区的品牌,如普传、台达、阳岗、台安、爱德利、宁茂等。
不同类型、不同品牌的变频器有不同的标准规格和技术数据,价格相差也很大,选用是应该注意以下问题。
1、变频器按用途分,大致可分为三类:通用型变频器、高性能变频器和专用变频器。专用变频器是针对某种类型的机械而设计的变频器,如风机、泵类用变频器等。用户应根据生产机械的具体情况进行选择。
2、采用变频器,有以调速为主要目的的,也有以节能为主要目的的,应视负载性质及用途而定。
a.以调速为目的:选择变频器的关键是,在负荷最低速度的情况下变频器能有足够的电流输出能力。须指出,是否能满足调速范围和最低速度运行条件下的转矩要求,不但取决于变频器的性能,也取决于传动电动机在最低频率下的机械特性。如果电动机制造厂能准确提供调速电动机的转矩-速度特性曲线和相关数据,就能据此选择一个合适的接近理想的变频器。
b.以节能为目的:变频器调速的主要目的是用于电动机调速,但并不是所有设备使用变频器调速都可以取得节电效果。生产机械负载一般分为三种负载特性:恒转矩负载、平方转矩负载、恒功率负载。电动机功率与转矩和转速的乘积成正比,只有在恒转矩负载和平方转矩负载上使用变频器才会节能。
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使用变频器前,应仔细阅读使用说明书,然后依次进行安装、接线、设置参数、试车和正式使用。
下面将变频器使用的一些注意事项列出,以供读者借鉴。
1.1 物理环境下的注意事项
产品工作温度一般要求为0耀55益,但为保证工作安全可靠,使用时应考虑留有裕度,最好控制在40益以下。在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,绝对不允许把发热元件或易发热元件紧靠变频器的底部安装。
1.2 电气环境的注意事项
1.2.1 防止变频器电磁波干扰
变频器在工作中,由于整流和变频,周围会产生很多的干扰电磁波。这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。如果处理不好,往往会使整个系统无法工作,导致控制单元失灵或损坏。
1.2.2 防止变频器输入端过电压
变频器电源输入端往往有过电压保护。但是,如果输入端高电压作用时间过长,会使变频器输入损坏。因此,在实际使用中,要核实变频器的输入电压以及变频器使用的额定电压。特别是电源电压极不稳定时,要设置稳压设备,否则会造成严重后果。
1.3 变频器参数设置中的注意事项
使用变频器之前,将变频器输出电压设为380 V,基底频率设为50 Hz;对驱动泵类和风机负载最高频率和上限频率设为50 Hz,下限频率应设在15~20 Hz;加减速时间应根据电动机的容量及负载转动惯量确定。11 kW变频器可设置得小一
点(10 s之内);11 kW以上的变频器可设置得长一点(15~60 s)。对电源电压偏低的地方,可根据具体情况考虑是否将欠电压停机保护功能取消。
参数设置完毕,应设置禁止改写参数,以防止无关人员随意乱改。
1.4 接线过程中的注意事项
在安装、测试、维修过程中,常需要进行端子接线。切记不要将电源线接到变频器的输出端子上;也不要将变频器输出端子排上的“N”端子误认为电源中性线端子。控制回路接线应尽量远离主回路接线。
1.5 变频器的接地
变 频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力
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