交流电机变频调速器的应用分析

    摘要：对变频调速器在实践应用中容量的正确选择、传动系统的优化设计以及外接制
动电阻等方面的问题，总结了一些经验。
　　　　

 

　　 随着电力技术的迅速发展，交流电机变频调速技术取得了突破性的进步，进入了普
及应用阶段。在我国，变频调速器也正越来越广泛地被采用，与此同是地，如何正确地选
好、用好已成为广大用户十分突出的问题了。
　　
　　1.关于容量选择
　　

 

　　 在变频调速器的说明书中，为了帮助用户选择容量，都有"配用电动机容量"一栏，
然而，这一栏的含义却不够确切，常导致变频器的误选。

 

　　 各种生产机械中，电动机的容量主是根据发热原则来选定的。就是说，在电动机带
得动的前提下，只要其温升在允许范围内，短时间的过载是允许的。电动机的过载能力一
般定为额定转矩的 1.8-2.2 倍。电动机的温升，所谓"短时间"至少也在十几分钟以上。而变
频调速器的过载能力为：150％，l 分钟。这个指标，对电动机来说，只有在起动过程才有
意义，在运行过程中，实际上是不允许载。

 

　　 因此，"配用电动机容量"一栏的准确含义是"配用电动机的实际最大容量"。实际选择
变频器时，可按电动机在工作过程中的最大电流来进行选择，对于鼓风机和泵类负载，
因属于长期恒定负载，可直接按"配用电动机容量"来选择。
　　
　　2.传动系统进行优化设计
　　

 

　　 交流异步电动机经变频调速后，其有效转矩和有效功率的范围。配用变频调速器时 ，
必须根据生产机械的机械特性以及对调速范围的要求等因素，对传动系统进行优级化设
计，优化设计的主要内容和大致方法如下：

 

　　 2.1 确定电动机的最高运行频率

 

　　 （1）鼓风机和泵类负载，这类负载的阻转矩 TL 与转速 n 的平方成正比 TL=KTn2，
输出功率 PL 与转速的在次方成正比 PL=KPn3，（KT 和 KP 为常数），由此可知，如转
速超过额定转速，负载的转矩和功率将分别按平方律和立方律增加，因此，在一般情况
下，不允许在额定频率以上运行。

 

　　 （2）一般情况下，各种机械的强度、振动以及耐磨性能等，都是以电动机转速不超
过 3000r／min 为前提设计的。因此，在没有对机械重新进行设计的情况下，2 级电机的最
高运行频率不要超过额定频率太多。

 

　　 （3）当异步电机在额定频率以上运行时，由于电源电压是恒定的，其在调到 fx 时
电磁转矩 Tx 近乎和频率调节比 Kf 的平方成反比，即 T≈TN/Kf2（而 TN 为额定频率 fN 时
的转矩）。因此，最高运行频率不宜超过额定频率

 

　　 （4）异步电机在低频下运行时，为了获得足够的转矩，常需进行转矩补偿。而转矩
补偿将使电机的磁路趋于饱和，从而增加附加损失，降低了效率，因此，只要情况许可 ，
应尺可能地提高运行频率的上限。

 

　　 2.2 确定传动系统的传动比并校核电动机的容量

 

　　 （1）鼓风机和泵类负载，一般均为直接驱动，不必考虑传动比的问题。