技術(shù)文章
一臺(tái)變頻器同時(shí)帶幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)電機(jī),所有電機(jī)的速度都由同一臺(tái)變頻器的輸出頻率控制,理論上所有電機(jī)的速度是一致的,并且能保證同時(shí)升速與降速。
但是由于電機(jī)制造上的差異,或者電機(jī)所帶負(fù)載大小的不同,每臺(tái)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度是有差異的,并且系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有糾正這種差異的機(jī)制,也無(wú)法安裝糾正差異的機(jī)構(gòu),所以在一些設(shè)備之間沒(méi)有連接的場(chǎng)合,這種控制方法肯定會(huì)產(chǎn)生積累誤差。
把變頻器看成供電電源,在一些剛性連接的系統(tǒng)中,運(yùn)轉(zhuǎn)得稍快的電機(jī),負(fù)載會(huì)重;而運(yùn)轉(zhuǎn)得稍慢的電機(jī)負(fù)載會(huì)輕。但因是同一個(gè)變頻器驅(qū)動(dòng),負(fù)載重的轉(zhuǎn)差率變大,負(fù)載輕的轉(zhuǎn)差率變小,這樣就會(huì)有一定的自動(dòng)糾正能力,最終會(huì)使各臺(tái)電機(jī)保持同步運(yùn)行,但是負(fù)載分配是不均勻的,一般在選擇電機(jī)時(shí)要把電機(jī)功率放大一級(jí)。
一臺(tái)變頻器同時(shí)拖動(dòng)多臺(tái)電機(jī)時(shí)應(yīng)注意如下問(wèn)題:
注意事項(xiàng)一
所帶電機(jī)的功率不能差異太大,一般不要相差二個(gè)功率等級(jí)以上。
注意事項(xiàng)二
電機(jī)最好是同一個(gè)廠家生產(chǎn)制造,如果是同功率的電機(jī),最好是同一批次的,以保證電機(jī)特性的一致使電機(jī)的轉(zhuǎn)差率(定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差)一致,以保證良好的同步性能。
注意事項(xiàng)三
充分考慮電機(jī)電纜的長(zhǎng)度,電纜越長(zhǎng),電纜之間或電纜對(duì)地之間的電容也越大,變頻器的輸出電壓含有豐富的高次諧波,所以會(huì)形成高頻電容接地電流,對(duì)變頻器的運(yùn)行產(chǎn)生影響。
電纜的長(zhǎng)度以接在變頻器后的所有電纜的總長(zhǎng)度計(jì)算。保證電纜的總長(zhǎng)度在變頻器允許的范圍。必要的時(shí)候,應(yīng)在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器或輸出濾波器。
注意事項(xiàng)四
變頻器一拖幾只能工作于V/F控制方式(相對(duì)于矢量控制方式),并且選擇合適的V/F曲線。變頻器的額定工作電流應(yīng)大于所有電機(jī)額定電流的總和的1.2倍以上。
注意事項(xiàng)五
為了保護(hù)電機(jī),每臺(tái)電機(jī)前應(yīng)安裝熱繼電器,不推薦安裝空氣開(kāi)關(guān)。這樣在電機(jī)過(guò)載時(shí)可以不斷開(kāi)主回路,避免在變頻器運(yùn)行中斷開(kāi)主回路時(shí)對(duì)變頻器本身的影響。
注意事項(xiàng)六
對(duì)于需要快速制動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合,為了防止停止時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓,應(yīng)加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻;有的小功率的變頻器已內(nèi)置制動(dòng)單元,因此只需接制動(dòng)電阻即可。
案例:某廠的窯爐傳動(dòng)就是這樣的,這樣的窯爐很多——1臺(tái)11KW的富士變頻器帶了15臺(tái)0.55KW的擺線針輪減速電機(jī)。而且,這些電機(jī)可能隨時(shí)啟?!陔姍C(jī)就地設(shè)置了電機(jī)保護(hù)開(kāi)關(guān),可以隨時(shí)啟停電機(jī),以對(duì)電機(jī)所在的鏈條等機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行維修。電機(jī)離變頻器的平均距離約30米左右。該系統(tǒng)正常運(yùn)行多年,未發(fā)現(xiàn)有異常狀況出現(xiàn)。
如果按正常變頻器一拖一的方式雖然也很穩(wěn)妥,但是1條窯就十幾個(gè)電機(jī),那幾條窯得多少個(gè)變頻器?那控制室里面豈不是成了變頻器倉(cāng)庫(kù)?還有生產(chǎn)成本、維修量、噪音、溫升都成了問(wèn)題。所以這時(shí)候變頻器采用一拖多的方式就更能節(jié)約成本、減少故障率、也便于操作和維護(hù)。
設(shè)備選型
1. 變頻器選型。在選型的時(shí)候,首先要考慮運(yùn)行工況——其中一臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)是否要在變頻器運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)啟停。
如果在變頻器的運(yùn)行過(guò)程中,電機(jī)不需要隨時(shí)啟動(dòng),只是停止或者停止都不用,那么在變頻器容量選型的時(shí)候只需要注意變頻器的額定功率大于所有電機(jī)的總功率,然后再放大一級(jí)選型即可。在這種情況下,進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的時(shí)候,就必須保證一個(gè)原則:變頻器處于停止?fàn)顟B(tài)才能切換接觸器,投入變頻電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài);在變頻器運(yùn)行過(guò)程中,嚴(yán)禁單獨(dú)啟停某臺(tái)設(shè)備或者多臺(tái)設(shè)備。
如果在變頻器的運(yùn)行過(guò)程中,電機(jī)需要隨時(shí)啟動(dòng)停止,那么在變頻器容量選型的時(shí)候需要特別注意!首先統(tǒng)計(jì)可能要隨時(shí)啟停電機(jī)的總功率,然后把這個(gè)功率乘以5~7(在變頻器運(yùn)行過(guò)程中,隨時(shí)啟動(dòng)的電機(jī)相當(dāng)于直接啟動(dòng),電機(jī)啟動(dòng)電流差不多為額定電流的5~7倍),最后把這個(gè)結(jié)果與不需要隨時(shí)啟停的電機(jī)總功率相加,得到的和就是所需變頻器的理論功率。如果需要啟停的設(shè)備很多,那么這個(gè)功率就可以作為變頻器的選型功率,不需要再放大一級(jí)了——因?yàn)槠匠:茈y可能多個(gè)電機(jī)在同時(shí)啟動(dòng)。如果需要啟停的設(shè)備很少,那么這個(gè)功率需要再放大一級(jí),才能作為變頻器的選型功率。
2.交流接觸器選型
對(duì)于需要隨時(shí)啟停的電機(jī),需要配置交流接觸器。對(duì)于交流接觸器的選型,遵循一般選型原則即可——電機(jī)的額定電流再放大一級(jí)選型即可。
3. 熱過(guò)載繼電器選型
對(duì)于變頻器一拖多的情況,為保護(hù)每個(gè)電機(jī)以及變頻器的設(shè)備安全,原則上必須在電機(jī)主回路安裝熱過(guò)載繼電器。對(duì)于熱過(guò)載繼電器的選型,遵循一般選型原則即可——電機(jī)的額定電流在熱過(guò)載繼電器的整定范圍以?xún)?nèi)。
注意事項(xiàng)
在一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)N臺(tái)電機(jī)的情況下,如果線路過(guò)長(zhǎng),可能存在比較大的分布電容,造成較大的高頻電流而導(dǎo)致變頻器過(guò)流、漏電流增加、電流顯示精度變低等。如果線路過(guò)長(zhǎng),需要采用輸出濾波器。以下以富士變頻器為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
3.7kW以下電機(jī)連線不得超過(guò)50米,3.7kW以上電機(jī)連線不得超過(guò)100米。驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)時(shí),應(yīng)按多個(gè)電動(dòng)機(jī)配線總長(zhǎng)來(lái)計(jì)算。
變頻器和電機(jī)之間有熱繼電器時(shí),尤其是400V系列的話,即使連線小于50也可能發(fā)生熱繼電器的誤動(dòng)作。此時(shí)請(qǐng)使用輸出濾波器,或者降低變頻器的載波頻率。
驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)時(shí),如果配置了輸出濾波器,電機(jī)連線總長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)不得高于400米。