变频器选型及选购指南

变频器选型及选购

目录

1.变频器的关健器件是什么.....................................................1

2.变频器选型时要确定以下几点.................................................2

3.变频器的选购策略...........................................................3

3.1.功率选购.................................................................3

3.2.负载选购.................................................................3

3.3.生产选购.................................................................3

3.4.可靠性选购.............................................................4

3.5.价格选购...............................................................4

4.关于变频器与驱动电机之间的距离..............................................4

4.1.距离的定义:...........................................................6

4.2.エ业使用现场的场合:...................................................7

4.3.高度自动化的工厂里:..................................................7

5.温度对变频器有什么影响.....................................................7

6.变频器为什么在高原上工作需要做降额使用....................................8

7.变频器滤波器...............................................................9

7.1.概述.....................................................................9

7.2.变频器是否必须选用变频器滤波器?......................................10

7.3.变频器滤波器的作用.....................................................10

7.4.变频器滤波器的分类.....................................................11

8.选择具有良好技术实カ与售后服务的生产厂家或经销商..........................11

1.变频器的关键器件是什么

变频器的构成元器件多种多样,不同的元器件有不同的功能,不同的元器

件有不同的专用!而在爱德利变频器的组成与应用上除了有所有的变频器元器

件组成外还是有变频器的关键元器件来为变频器的运行做努力!

因为变频器中的功率器件和主回路电解电容约占70%的成本,有些厂家为

了降低成本,用耐压1000伏的模块代替1200伏的模块,用电流25A的代替

30A的,用普通低频电解电容代替变频器专用高频电解电容,这种变频器在正

常情况下或短时间内使用不会发现有什么问题,但是由于模块的功率余量降低

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了,一旦碰上电机堵转、电网瞬时高电压、持续高温等情况,就很容易损坏。

所以在变频器的模块挑选上要选择选择具有良好技术实カ与售后服务的生产厂

家或经销商,再好的产品都有出故障的可能,只有具有良好技术实カ的生产厂

家或经销商,可以获得周到的技术服务,免除后顾之忧。

变频器关键器件的功率模块是!GBT模块和!PM智能功率模块,特别是

IPM模块,虽然成本较高,但由于模块内部具有过流、短路、欠压、输出接

地、过热等保护功能,一旦发生异常,模块内部立即自行保护,然后再通过外

部保护电路进行二次保护,烧模块的可能性大为降低,可靠性显著提高。而采

用GTR模块的产品,由于GTR自身无保护功能,外部保护电路和推动电路又

很复杂,一旦保护跟不上,模块顷刻间就烧毁。有的厂家为了降低成本,仍采

用GTR模块,这也是选购变频器时需要注意的。

2.变频器选型时要确定以下几点

1）采用变频的目的:恒压控制或恒流控制等。

2）变频器的负载类型:如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线，

性能曲线决定了应用时的方式方法。

3）变频器与负载的匹配问题：

3.1）电压匹配:变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

3.2）电流匹配：普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相

符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定

变频器电流和过载能力。

3.3）转矩匹配:这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

4）在使用变频器驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加

导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型,其容量要稍大于普

通电机的选型。

5）变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容

的影响,避免变频器出力不足,所以在这样情况下,变频器容量要放大一档或

者在变频器的输出端安装输出电抗器。

6）对于ー些特殊的应用场合,如高温，高海拔,此时会引起变频器的降

容,变频器容量要放大一挡。

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3.变频器的选购策略

3.1.功率选购

根据功率模块选购变频器,现已普遍的变频器关键器件的功率模块是

IGBT模块和IPM智能功率模块,特别是IPM模块,虽然成本较高,但由于模

块内部具有过流、短路、欠压、输出接地、过热等保护功能,一旦发生异常,

模块内部立即自行保护，然后再通过外部保护电路进行二次保护,烧模块的可

能性大为降低,可靠性显著提高。

而采用GTR模块的产品,由于GTR自身无保护功能,外部保护电路和推

动电路又很复杂,一旦保护跟不上，模块顷刻间就烧毁。有的厂家为了降低成

本,仍采用GTR模块,这也是选购变频器时需要注意的。

3.2•负载选购

电动机所带动的负载不ー样,对变频器的要求也不ー样。

1）风机和水泵是最普通的负载:对变频器的要求最为简单,只要变频器容

量等于电动机容量即可（空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加

大容量）。

2）起重机类负载:这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有

一定余量。同时,在重物下放肘,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用

共用母线方式。

3）不均行负载:有的负载有时轻,有时重，此时应按照重负载的情况来选

择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。

4）大惯性负载:如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑,此类负载惯性很大,

因此启动时可能会振荡,电动机减速时有能量回馈。。应该用容量稍大的变频

器来加快启动,避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。

3.3.生产选购

用户应根据生产机械的具体情况选购

如果是挖土机,应选择具有转矩控制功能的高功能专用型变频器,因为这

种变频器低速转矩大,静态机械特性硬度大,不怕负载冲击,可以通过加大电

动机和变频器容量的办法,提高低速转矩;

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如果是控制压缩机,由于压缩机的转矩特性比较复杂,尤其是起动转矩很

大,因此应选择转矩特性好和具有限流功能的高性能矢量变频器。如果是造

纸、化纤设备用,应选择高精度、高响应特性的闭环矢量变频器。

3.4.可靠性选购

根据可靠性选购变频器,采用变频器的目的就是提高生产效率,如果性能

虽好但可靠性不好,经常出问题,那就得不偿失。我国国土辽阔,南方地区常

年高温潮湿,沿海地区则以盐腐蚀为主,这些都会造成设备绝缘下降,北方气

候干燥,容易产生静电，冬夏温差大,还有每个企业的生产环境更是千差万

别,这些因素都是在选购变频器时应考虑的。有的变频器性能虽然很好,但环

境适应能力差,就有可能经常出故障影响生产。

3.5.价格选购

根据价格选购变频器,这是选购变频器时主要考虑的因素,但如果片面追

求低价格,往往会导致质量与可靠性的下降,因为变频器中的功率器件和主回

路电解电容约占70%的成本,有些厂家为了降低成本,用耐压1000伏的模块

代替1200伏的模块,用电流25A的代替30A的,用普通低频电解电容代替变

频器专用高频电解电容,这种变频器在正常情况下或短时间内使用不会发现有

什么问题,但是由于模块的功率余量降低了,一旦碰上电机堵转、电网瞬时高

电压、持续高温等情况,就很容易损坏。

4.关于变频器与驱动电机之间的距离

在安装变频器时也要注意,安装地点必需符合标准环境的要求,否则易引

起故障或缩短使用寿命;变频器与驱动电机之间的距离一般不超过50米,若

需更长的距离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。

由于变频器输出的电压波形是类似于正弦波,而绝非真正的正弦波。其波

形中含有大量的谐波成分,特别是高次谐波会使变频器输出电流增大,造成电

机绕组发热,产生振动和噪声,加速绝缘老化,甚至还有可能损坏电机;同时

各种频率的谐波会向空间发射不同程序的无线电干扰,因此,有可能会导致其

它机电设备的误动作。

因此,在安装变频器时,需要综合考虑中心控制室、变频器、电机三者之

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间的距离,才能尽量减少谐波的影响,提高控制的稳定性。

一般都在20米以内了，ABB的手册说明可以在100米以内,有VACON

变频器说加滤波器可以达到500米,实际应该用没有几个人见过了,线路长

了,电缆的分布电容和电缆的压降会对电机有很大的影响,建议在输出侧加电

抗器,但是如果超过100m,即使加了电抗器,同时变频器降容来匹配电机,

也未必好用。

1、变频器与电动机的距离一般不要超过100m,线路长了,可以增大电缆

线经,变频器的载波频率设置为最小（为了减小容性漏电流的影响）。

2、由于变频器的输出电压是高压脉冲系列,其频率等于载波频率,峰值

等于直流回路电压（513V）,当变频器和电动机之间的连接线很长时,导线的分

布电感和线间分布电容的作用将不可忽视。当电动机和变频器之间的距离较远

时,线间的分布电容和电动机的漏磁电感之间有可能因接近于谐振点而导致电

动机的输入电压偏高，从而使电动机容易损坏,或运行时发生振动。

3、用过三菱F540-30kW的带动约二十kW的水泵,布线距离300m,可

以正常使用。

4、有人用ABB的变频器37kW,深井泵用的,水泵距地面ー120m,配电

柜距井口也有100m,电源柜距变频控制柜400m左右,压降没有测量过,但

是已经烧毁了4次电机了。

5、由于不同变频器内部的处理方法不同（例如当上下两管交替导通时死

区时间的设置等）,规定距离也各不相同。几种常用变频器的规定见下表所

示〇

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变频器型号相关条件规定用离/m

/cW3kHz<100

森、当SB40几W7kHz<100

人W9kHz<100

康沃CVF-G2W30

/cvMrH,<ino

英威腾1NVT-G9介W10kHz<100

0•d殁氈船出

<100

恵EIIF-GC200

艾默士TD3000M100

富士G11S“NW3.7kWB<50

へ>3.7kW<100

11立SJ300<20

タ、WO.4WW300

三菱FR-540

〃、20.75W<500

few5kHz<100

安川CIMR-G7/cWlOkHz<100

/cWけkHz<50

角~ム外売

直接转矩W100

ABB控制J?4~Rh外壳<300

-------------------Wたdiangon.com~~

ACS800f<2外売^150

控制Rj-Rb外壳W300

PNWI.IW<50

瓦萨CXPN=1.5WwlOO

“NN2.2W<200

4.1.距离的定义:

1）近距离:变频器和电机之间的距离W20m；

2）中距离:变频器和电机之间的距离＞20m,并且WlOOm；

3）远距离：变频器和电机之间的距离＞100m；

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4.2.エ业使用现场的场合:

1）近距离:变频器和电机之间可以直接连接;

2）中距离:变频器和电机之间可以直接连接,但是,需要调整变频器的载

波频率来减少谐波及干扰;

3）远距离:变频器和电机之间可以直接连接,不但需要调整变频器的载波

频率来减少谐波及干扰,而且,还需要加装输出交流电抗器。

4.3.高度自动化的工厂里:

在高度自动化的工厂里,所有的设备都需要在中心控制室所有进行监控及

控制。所以,变频器系统的信号也要送到中控室。

1）近距离：即变频器若安装在中心控制室。控制台与变频器之间,可以直

接连接,通过0-5ハ0V的电压信号和一些开关量信号进行控制。但是,变频器

的高频开关信号的电磁辐射对弱电控制信号会产生一些干扰,因此也不一定要

美观整齐,把变频器放在中心控制室内。

2）中距离:即变频器与中心控制室距离远一点,可以采用4-20mA的电流

信号和一些开关量作控制连接;如果距离更远,可以采用RS485串行通信方式

来连接；

3）远距离:即变频器与中心控制室的距离大于100m。此时,可以利用通

信中间继电器达到1km的距离；如果还要远,则需要采用光纤连接器，最远

可以达到23km。

采用通信电缆连接,可以很方便地构成多级驱动控制系统,从而实现主/

从和同步控制等要求。与目前流行的现场总线系统相连接将使数据变换速率大

大提高。中心控制室与变频器机柜之间的距离的延长,有利于缩短变频器到电

机之间的距离,以便用更加合理的布局改善系统性能。

5.温度对变频器有什么影响

变频器在实际应用时一般都装在现场设备上或在附近安装,若安装环境较

差，在操作允许的条件下,可将变频器放在电控室内，尤其是多台变频器同时

工作时。由于变频器是电子装置,内含电子元件机电解电容等,所以温度对其

寿命影响较大。通常变频器的环境运行温度一般要求一10C〜+50C,如果能降

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低变频器运行温度,就延长了变频器的使用寿命,性能也会比较稳定。所以散

热是至关重要的。在露天使用时,如油田、海上油井、矿井等,冬天气温要是

低于ー10C,可用电热器加热,将变频器置于外加箱体中;夏天气温高于+50℃

时可加强通风,或在箱体外镀刷绝热镀层,以降低辐射和热传导。

对于电控室的环境改善,一般可用空调系统。根据各地环境和现场实际情

况,因地制宜,人为设法,改善环境,做到确保安全。并可以在进出风口加设

过滤网,定期清扫、加强维护。变频器工作环境至关重要,变频器工作温度非

常重要。我们应对变频器工作温度严格把控。保证变频器长久正常运转。

变频器内部电子器件极易受到温度的影响,变频器工作环境温度变化较大

时其容易出现结露现象,其绝缘性就会大大降低,可能引发短路事故,注意变

频器的工作环境温度,最好不要低于。。C,不要超过40℃。

变频器里面有着很多大功率的电子配件,非常容易被环境温度打扰,机器

通常在0到55c时能正常运作,要是想运作更安全、放心,就要考虑有升温

空间,环境温度在4O℃以下最适合。

在控制箱里,变频器通常要装在箱体的上半部,一定要按照产品说明书里

的规定进行安装,一定不能将发热配件或易发热的配件安装在变频器的附近。

扩展资料:

变频器内部是由无数个电子器件构成的,其工作时会产生大量的热量,尤

其是IGBT工作在高频状态下,产生的热量会更多。如果环境温度过高,也会

导致变频器内部元器件温度过高,为保护变频器内部电路,此时变频器会报温

度高故障并停机。

降低变频器所在场所的温度,如可以加装空调或风扇等强制制冷措施。

6.变频器为什么在高原上工作需要做降额使用

海拔髙度对于变频器是有影响的,主要是变频器的散热和电容问题,空气

密度下降导致冷却能力不足,影响散热效果,海拔高了冷却效果就会下降。

从1000m开始,每超过100m容许温升就下降1%。

同时变频器安装环境的海拔高度规定在1000m以下,海拔高则大气的压

力也就下降,容易产生绝缘破坏,在海拔1500m耐压值应当降低在5%左右;

海拔3000m时耐压降低在20%左右。

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海拔!000m以上的额定电流值将减小,1500m时额定电流减小为99%,

3000m时额定电流减小为96%〇

所以变频器高原上需要降额使用,一般变频器手册上面有降额系数。

7.变频器滤波器

7.1,概述

随着变频器的普及,变频器的谐波干扰问题越来越多,越来越普遍。

变频器滤波器,顾名思义,就是专门针对变频器产生谐波的特点及规律,

而专门开发的ー款专用型滤波器,是LC滤波器的ー种。

明确需要的工作参数

首先要明确设备的额定工作电压、电流和频率。

变频器滤波器的额定电流不要取的过小,否则会损坏滤波器或降低变频器

滤波器的寿命。但额定电流也不要取的过大,因为电流大会增大变频器滤波器

的体积或降低变频器滤波器的电气性能。一般按设备额定电流的1.2〜1.5倍来

确定变频器滤波器的额定电流。

确定合适的变频器滤波器种类

不同的场合,对电流或者是电压畸变率的要求不同,根据其要求,选用不

同变频器滤波器。

明确干扰类型

根据设备现场干扰源情况,来确定干扰噪声类型,是共模干扰还是差模干

扰,这样才能有针对性的选用变频器滤波器。如不能确定干扰类型,可通过实

际试探来确定变频器滤波器型号,这种方法往往是ー种既实际又有效的方法。

泄漏电流

根据设备最大泄漏电流的允许值来选择变频器滤波器,尤其对一些医疗保

健设备更是如此。

使用

1、变频器滤波器的安装位置应靠近变频器,尽量缩短引线长度。

2、确保变频器滤波器外壳与机箱壳良好接触。

3、变频器滤波器的输入输出线应拉开距离,切忌并行走线,以免降低变

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频器滤波器的电性能。

7.2.变频器是否必须选用变频器滤波器?

变频器就像伺服、电焊机等ー样,都是比较典型的谐波源,无论是在整流

过程中,还是在逆变过程中,都会产生谐波,这是不争的事实。但是,变频器

虽然是谐波源,变频器虽然会在运行过程中会产生谐波,但是,变频器谐波干

扰问题并不是每个现场都能表现出来的,甚至可以说,大部分应用变频器的现

场,谐波干扰问题都不会表现出来的。

7.3.变频器滤波器的作用

1、滤波/解决干扰问题

MLAD变频器滤波器的首要作用,就是对变频器及电源中的谐波进行过

滤,