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隨著變頻調(diào)速傳動(dòng)的飛速發(fā)展,目前采用的各種電機(jī)調(diào)速方案中,變頻調(diào)速技術(shù)已成為主流。僅以某鋼廠的煤氣系統(tǒng)為例，在該系統(tǒng)中有著大量的高耗能用電設(shè)備，且在實(shí)際運(yùn)行中大部分設(shè)備通常不在額定值下工作，如加壓機(jī)、提升泵等。如果選用在工頻下直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作,將存在巨大的電能浪費(fèi)，而選用變頻器帶動(dòng)電機(jī)工作即可以減少耗電量，節(jié)省能源，降低成本,同時(shí)變頻器的軟啟動(dòng)可以起到保護(hù)電機(jī)的作用,減少了設(shè)備維護(hù)。
雖然變頻器的大量推廣使用有著諸多好處，但其畢竟是近20年新出現(xiàn)的包含多種高新技術(shù)的產(chǎn)品，要想很好的發(fā)揮其應(yīng)用效果,就必須對(duì)它的選型做深入的研究。
正確選用變頻器對(duì)于機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)非常重要的。首先應(yīng)明確選用變頻器的目的，其次在根據(jù)設(shè)備類型、負(fù)載特性、調(diào)速范圍、控制方式、使用環(huán)境、防護(hù)結(jié)構(gòu)等要求來(lái)選擇合適的變頻器。以此，來(lái)達(dá)到既滿足生產(chǎn)工藝,又實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的目的。
一、機(jī)械設(shè)備的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性
在實(shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的不同，分為三大類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和降轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載。選擇變頻器時(shí)自然應(yīng)以負(fù)載特性為基本依據(jù)。
1、降轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載
在各種風(fēng)機(jī)、水泵、液壓泵中,隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，空氣或液體在一.定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度的二次方成正比,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的二次方變化,負(fù)載功率按速度的三次方成正比變化，這類負(fù)載為降轉(zhuǎn)矩負(fù)載。
煤氣系統(tǒng)煤氣加壓機(jī)即為此類系統(tǒng)。通過(guò)變頻器調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤氣流量和管網(wǎng)壓，力的調(diào)節(jié)，可以降低外供煤氣的耗電量，減少煤氣的放散,節(jié)約生產(chǎn)成本。但此類負(fù)載在高速時(shí)的需求功率增長(zhǎng)過(guò)快，與負(fù)載轉(zhuǎn)速的三次方成正比，所以以最高運(yùn)行功率略低于工頻運(yùn)行為好。
煤氣系統(tǒng)改造時(shí),系統(tǒng)設(shè)計(jì)以節(jié)能為主要目的,通過(guò)實(shí)踐證明,運(yùn)用變頻器系統(tǒng)調(diào)速相比在工頻下運(yùn)行加壓機(jī)，耗電量大大降低。選用變頻器時(shí)應(yīng)注意，變頻器的容量應(yīng)與異步電動(dòng)機(jī)的額定功率相同，并應(yīng)核對(duì)變頻器的額定電流是否與異步電動(dòng)機(jī)的額定電流一致。
2、恒功率負(fù)載
這類負(fù)載的特點(diǎn)是需求轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n大體成反比，負(fù)載隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降輸出轉(zhuǎn)矩反而增加,即在調(diào)速范圍內(nèi),轉(zhuǎn)速低力矩大、轉(zhuǎn)速高力矩小，電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變。金屬切削機(jī)床的主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開(kāi)卷機(jī)等，都屬于恒功率負(fù)載。
負(fù)載的恒功率性質(zhì)是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí),受機(jī)械強(qiáng)度的限制,TL不可能無(wú)限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變,屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速;而在弱磁調(diào)速時(shí),最大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比,屬于恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí)，即所謂“匹配”的情況下，電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均最小。恒功率負(fù)載的機(jī)械特性較復(fù)雜,系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意不能使異步電動(dòng)機(jī)超過(guò)其同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，否則易造成破壞性機(jī)械故障。通常變頻器的容量一:般取1.1~1.5倍異步電動(dòng)機(jī)的容量。
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