选择变频驱动器并确定其规格

时间:2024-10-12
  变频驱动器(VFD)的目标 是将单相交流电的输入转换为直流电,然后将其逆变为三相交流电输出。这些重要的电机控制驱动器专为许多电力应用而设计,例如流量、压力维持、氧气溶解和液位维持。
  在选择 VFD 和确定尺寸之前,需要了解一些基本知识。首先,变频器不能产生扭矩或马力。其次,VFD 旨在提供具有正确频率和电压的电流,以获得运行给定电机所需的速度。
  现在,您已准备好学习如何选择 VFD 并确定其尺寸。
  在选择 VFD 和选型之前,请选择正确的电机并选择正确的 VFD 来驱动电机。电机选择中使用的公式根据电机的运行方式而有所不同。电机可以通过垂直或水平运动来操作。

  水平运动

  图 3.水平移动。图片由西蒙·穆戈提供
  从图中,W(kg)是行进物体的总重量,V(m/min)是速度,μ是系统频率系数。
  令 p 为驱动电机所需的力功率。这是使用以下公式计算的 P=μWV6120η其中单位单位单位kW  问题1
  物体质量为80 kg,其速度、频率、效率分别为80 m/min、o.2、0.8。计算电机驱动力。
  解决方案1
 

?=???6120?


  垂直运动

  图 4.垂直运动。图片由西蒙·穆戈提供
  如果质量为 W (kg) 的物体以 V (m/min) 的提升速度运行,则驱动电机所需的力 P 可通过以下公式确定
     P=μWV6120η

  在哪里 η=电机\、系统的效率 

    问题2

  该物体质量为50 kg,提升速度为60 m/min,效率为0.8。计算驱动电机提升负载所需的力。
  解决方案2
 

?=???6120?


  考虑加速/减速的电机和 VFD 选型
  对于加减速,容量大小的选择必须根据机器的运动来确定。检查铭牌上记录的机器数据,包括所需的操作模式。
  以下是选择过程中应遵循的步骤。
  步骤1:计算机器负载扭矩。这是对移动负载很重要的负载扭矩。
  步骤2:计算动力机的转动惯量。转动惯量用 J 表示。该值用于指示停止或移动物体的难易程度。这可以与汽车履带背面的负载进行比较。
  第三步:找出机器的运行模式。这是根据机器循环运行的行程和停止时间得出的。

  查看下面的图5,灰色和黑色条带标记的区域代表行程量。

  图 5.行程量图。图片由西蒙·穆戈提供
  设速度为V(mm/s),加速度为tpsa(s),减速度为tpsd(s),行程时间为t(s),行程量为L(mm),tpsa等于tpsd,则下面的公式显示了它们的关系。
  L=V(mm/s)×(t?tpsa)mm
  第四步:初步进行电机选型。选择满足转动惯量J和负载转矩的电机。请记住,电机的额定扭矩必须高于负载的扭矩。否则,电机可能会发生故障。
  步骤5:计算暂定电机的扭矩。扭矩计算按下列条件进行:
   使电机从启动时加速到恒定运行速度所需的扭矩。
  维持负载恒定运行速度所需的扭矩。
  电机减速停止所需的扭矩。
   电机预计产生的热量。
  结合步骤 1 至步骤 3 中获得的电机电流值并假设一个周期,使用以下公式计算等效电流并将结果与??额定电流进行比较。电机尺寸应具有小于其额定电流的等效电流。
 电机等效电流?√∑(ln2×tn)∑(Cn×tn)  其中 Cn 是冷却系数
  第六步:检查是否需要制动电阻。制动电阻对于再生制动是必需的。根据减速时使用再生制动时产生的能量计算制动功率。检查计算的功率范围是否在允许的性能范围和规格内。如果功率超出范围,请外接制动电阻。
  选择 VFD 并确定其尺寸的关键要点
  变频驱动器 将单相交流电转换为直流电,然后将其转换为三相交流输出。
  电机通过水平或垂直驱动力运行。

  水平运动驱动力可使用以下公式计算

      P=μWV

   6120η其中单位单位单位kW  

   垂直运动驱动力可以使用下面列出的公式计算。

 P=μWV6120η

  电机和 VFD 选择过程可通过以下六个重要步骤进行:计算机器负载扭矩、计算给定机器的转动惯量、找到机器使用的操作模式、执行电机选择、计算给定机器的扭矩所选电机,并检查减速时是否需要刹车。

  可以使用以下公式计算电机等效电流

 电机等效电流?√∑(ln2×tn)∑(Cn×tn) 

 本系列的下一篇文章将解决变频驱动器故障的原因。

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