如何正確使用變頻電源

學會如何正確使用變頻電源對于機械設(shè)備電控系統(tǒng)的正常運行是至關(guān)重要的。在選擇變頻電源時，首先要按照機械設(shè)備的類型、負載轉(zhuǎn)矩特性、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)矩和使用環(huán)境的要求，然后決定選用何種控制方式和防護結(jié)構(gòu)的變頻電源最合適。所謂合理使用是在滿足機械設(shè)備的實際工藝生產(chǎn)要求和使用場合的前提下，實現(xiàn)變頻電源應(yīng)用的最佳性價比。

　　一、根據(jù)負載特性選用適當控制方式的變頻電源

　　市場上出售的變頻電源不僅種類繁多，而且功能也日益強大，因此變頻電源的性能也逐漸成為調(diào)速性能優(yōu)劣的決定因素。除了變頻電源本身制造工藝的“先天”條件外，對變頻電源采用什么樣的控制方式也是非常重要的。

　　二、根據(jù)安裝環(huán)境選取變頻電源的防護結(jié)構(gòu)

　　變頻電源的防護結(jié)構(gòu)要與其安裝環(huán)境相適應(yīng)，這就要考慮環(huán)境溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素，這與變頻電源能否長期、安全、可靠運行關(guān)系重大。大多數(shù)變頻電源廠商可提供以下幾種常用的防護結(jié)構(gòu)供用戶選用：

　?。?）開放型IP00，它從正面保護人體不能觸摸到變頻電源內(nèi)部的帶電部分，適用于安裝在電控柜內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、架上，尤其是多臺變頻電源集中使用較好，但它對安裝環(huán)境要求較高。

　?。?）封閉型IP20、IP21，這種防護結(jié)構(gòu)的變頻電源四周都有外罩，可在建筑物內(nèi)的墻上壁掛式安裝，它適用于大多數(shù)的室內(nèi)安裝環(huán)境。

　?。?）密封型IP40、IP42，它適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件較差的場合。

　?。?）密閉型IP54、IP55，它具有防塵、防水的防護結(jié)構(gòu)，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件差，有水淋、粉塵及一定腐蝕性氣體的場合。

　　三、機械設(shè)備的負載轉(zhuǎn)矩特性

　　人們在實踐中常將生產(chǎn)機械根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩特性的不同，分為三大類型：恒轉(zhuǎn)矩負載、恒功率負載和流體類負載。

　　1 恒轉(zhuǎn)矩負載

　　在這類負載中，負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定，負載功率則隨著負載速度的增高而線形增加。傳送帶、攪拌機、擠壓機和機械設(shè)備的進給機構(gòu)等摩擦類負載以及起重機、提升機、電梯等重力負載，都屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。

　　變頻電源拖動恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負載時，低速時的輸出轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且要有足夠的過載能力。如果需要在低速下長時穩(wěn)速運行，應(yīng)該考慮標準籠型異步電動機的散熱能力，避免電動機溫升過高。

　　2 恒功率負載

　　這類負載的特點是需求轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n大體成反比，但其乘積即功率卻近似保持不變。金屬切削機床的主軸和軋機、造紙機、薄膜生產(chǎn)線中的卷取機、開卷機等，都屬于恒功率負載。

　　負載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。當速度很低時，受機械強度的限制，TL不可能無限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機在恒磁通調(diào)速時，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，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。如果電動機的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時，即所謂“匹配”的情況下，電動機的容量和變頻電源的容量均最小。

　　3 流體類負載

　　這類負載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。各種風機、水泵和油泵，都屬于典型的流體類負載。

　　流體類負載通過變頻電源調(diào)速來調(diào)節(jié)風量、流量，可以大幅度節(jié)約電能。由于流體類負載在高速時的需求功率增長過快，與負載轉(zhuǎn)速的三次方成正比，所以不應(yīng)使這類負載超工頻運行。