变频器的选型主要分为七个步骤:
(1)将设备在工作模式、体积和负载类型方面进行确定;
(2)将设备在工艺、功能标准和控制要求方面得以确定;
(3)将系统在I/O接口、通信接口、组建模式等方面予以明确;
(4)概括所有的性能标准以及要求;
(5)根据概括而得出的结论做直接招标或者技术咨询;
(6)综合性比较使用寿命、价格、性能以及服务等方面;
(7)将变频器的型号、规格、品牌和供应商予以明确。
就传动控制系统在常规进行运转方面而言,对通用变频器进行明智的选择是至关重要的,第一,应确定通用变频器进行使用的最终目标,根据生产机械在调速范围、速度响应、类型以及起动转矩、控制精度等方面的要求上,全面分析变频器驱动负载特征,进而决定在选择通用变频器上选用何种功能构成控制的系统,接着确定选用较优的控制形式。确定下来的通用变频器不但能够迎合生产工艺需要,而且符合于技术经济的标准。同时,还要全面关注变频器在生产技术标准、功效、谐波、寿命、功率因数和销售服务等方面是否存在问题,同时,通用变频器持续运行,变频器在输出输入接口、通信指标、类似于直流制动单元以及电抗器等变频器的附件配套方面也是至关重要的。
通用变频器的选择包括通用变频器的型式选择和容量选择两个方面,选择应遵循:
第一:其主要性能可以确保有效的满足工艺的需要
第二:性价比应该比较理想。
在进行选择通用变频器类型的时候应该从负载特性着手。在风机以及泵类等平衡转矩,在速度较低的时候具有较小的负载转矩,一般应选用普通或者专用功能型的通用变频器。而恒转矩类负载或者静态转速精度要求过高的机械在选择上应该具有转矩控制性能的高功能型的通用变频器,此通用变频器转矩速度较低、较硬的静态机械特性,负载冲击不会为其带来影响,有挖土机的性能。为能够进行调速比较大下进行恒转矩调速,一般要将通用变频器体积予以加大。而较高的精度要求、较好的动态性能、较快的速度响应的生产机械,比如注塑机、造纸机械或者轧钢机等,要选择直接进行转矩控制或者矢量控制型的通用变频器。
从体积方面而言,一般情况下通用变频器已将可配用的功率、额定电流以及额定容量等方面的参数标记出,而可配用电动机的功率与额定容量,生产通用变频器的负责人一般按照本公司或者本国所生产规格的电动机而给出,没有明确表达变频器显示带负载的性能,仅仅是额定电流作为可以将通用变频器负载性能进行表示的重要参数。所以,根据电动机额定电流小于通用变频器额定电流为进行变频器容量选用是最主要的原则,只可以将电动机额定的功率参考选择。
而且,在使用某一变频器容量之前应该首先知道电机具体设置参数以及操作流程,并且必须考虑电机的运作特点以及型号,保留一定的限度。比如,一般来讲潜水泵中的电机规定的最大使用电流要比普通电机的最大限定电流大;对于冶金企业而言,其使用的专业电动机最大限电流不但比普通的大,而且在短暂高强度电流下也能够正常运转,一般使用的是多个电机共同运转的设备,但是在使用过程中应该保证运转总电流不得超过电机的最大规定限度电流。另外,若在使用普通电机,而且没有减速箱的状况下,应该考虑在一定程度上增大电机的电流存储量,以保证电机能够正常运转。同时应该考虑普通变频器输出时很不稳定,可能会给电机造成不同程度的破坏。所以,使用变频器给电机供电与普通电网输出电流相比,电机的电流流量会提高,导致电机温度升高。因此,在使用变频器供电时,应该考虑留有一定的流量限度,防止温度不断升高,破坏电机。
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变频器带编码器的闭环控制:
变频控制闭环,主要是指速度闭环。
变频电机有需要速度反馈的,在电机启动、加速和减速停止的变速过程中,电机的驱动电流需要与实际转速下电机因“发电机效应”产生的反电动势相匹配,如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配,电机驱动力不够转速达不到输出要求,或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值,反电动势因与转速成比例而偏弱,这样会引起电机电流徒增,容易烧毁电机线圈或驱动器。速度反馈及时反馈的信息可以计算实际转速并导算反电动势与驱动电流的匹配,从而保护电机和驱动器。
变频频电机的速度闭环反馈,大约有三种模式:
1,霍尔传感器,在电机转径上大部分是三个霍尔传感器,反馈三相位置变化。由于传感器对电机一周的提供信息有限,速度精度低,在低速时很难分辨。
2,所谓无传感器的技术----利用线圈转起来,自感应反电动势。但是在启动到低速过程中反电动势较弱,如果感应电路本底阻抗在,这种微弱的感应被“吃掉”,低速时实际获得反馈很不稳定。
3,旋转编码器,较高的分辨率(例如每圈1024个脉冲),可获得较高的速度精度,尤其是在启动到低速时精度高。
根据上述描述,可见变频器(尤其是矢量变频)带编码器主要是在低速启动时的效果,可以精细化计算驱动电流,防止电流过小驱动力不够(没有转速),或者因为堵转电机失速,反电动势不够而驱动电流过流,容易烧毁器件或电机。
上述情况在起重启升类电机尤为重要,防止变频器为保护电机失速而溜钩,所以起重启升类变频器必须加装编码器。
注意一下矢量变频的手册内容,一般有编码器反馈的,低速可做到很低。
另外,变频器有的加装了PG卡的位置闭环模式,编码器反馈给具有位置控制功能的变频器(PG卡)做位置闭环控制,或者编码器信号给PLC,PLC给指令变频器减速和制动做位置闭环控制,这时我建议需要用值编码器。
变频电机节能一直是一个讨论的话题,电机从启动到低速到正常运动,往往启动过流设计,并在低速时因反电动势很低,要有外部阻抗来匹配,实际上这就消耗了大量能耗在外部阻抗上。编码器的推广使用,可精细化驱动电流,减少这部分损耗。有人计算过,全球40%以上的电能用于电机,而启动时的能耗占比大,如果电机都能在启动时实现节能启动,相当于可多出多个福岛核电站。
所以,变频器编码器闭环应该是个趋势。
对于连续运行的,可以从外部目视检查运行状态。定期对变频器进行巡视检查,检查变频器运行时是否有异常现象。通常应作如下检查:
(1)环境温度是否正常,要求在-10℃~+40℃范围内,以25℃左右为好;
(2)变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常;
(3)显示面板上显示的字符是否清楚,是否缺少字符;
(4)用测温仪器检测变频器是否过热,是否有异味;
(5)变频器风扇运转是否正常,有无异常,散热风道是否通畅;
(6)变频器运行中是否有故障报警显示;
(7)检查变频器交流输入电压是否超过最大值。极限是418V(380V×1.1),如果主电路外加输入电压超过极限,即使变频器没运行,也会对变频器线路板造成损坏。