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摘要：隨著科技的進步，矢量變頻器應用的日益廣泛，節能降耗意識的提高，從而人們更加關注如何選擇矢量變頻器更經濟，更節電。
關鍵詞：矢量變頻器；節能降耗；廣泛
一、矢量變頻器為什么能節能降耗
典型的就是風機泵類負載。在過去，風機、泵類負載調節流量常采用的方法是用閥門或擋板來實現的，這樣做雖然也能達到調節流量的目的，但是缺點有兩點：一是閥門或擋板容易損壞，另一個就是不能節能，因為在調節流量時，電機的輸出功率根本沒有變化。如果采用矢量變頻器，它就采用調節電機轉速來調節流量的，因為轉速與流量為正比關系，輸出功率與流量的三次方是正比關系，所以這樣可以大大節約電能，又省去了閥門與擋板的復雜控制。
二、矢量變頻器的選擇
1.電壓選擇
矢量變頻器的輸出電壓等于電機的工頻額定電壓。
2.電流選擇
?。?）矢量變頻器與電動機為一對一關系時
電動機在額定運行狀態下時，電流要滿足如下關系
IN≥1.1IMm （1）
式中：IN變頻器的額定電流，單位為A；
Im電動機的最大運行電流，單位為A。
?。?）變頻器與電動機為一對多時
一臺矢量變頻器帶動若干臺電動機時，一般情況下，小于7.5kW的電動機采用直接起動，功率較大的則使用矢量變頻器功能實行軟起動。此時，變頻器輸出的額定電流按下式進行計算：
IN≥（（m∑i=1）Imi+（n∑j=1）Inj/Kp （2）
式中（m∑i=1）Imi所有直接起動電動機的堵轉電流之和；
?。╪∑j=1）Inj所有軟起動電動機的額定電流之和；
Kp―變頻器允許過載倍數（1.3～1.5）。
3.容量選擇
矢量變頻器的容量要和電動機的容量相匹配。
?。?）一臺矢量變頻器帶動一臺電動機時的容量選擇
連續恒定負載運行時所需的矢量變頻器容量SN的計算如式（3）和式（4）所示，式（3）滿足負載的輸出要求，式（4）實現與電動機容量的配合。電動機運行時要同時滿足式（3）和式（4）。
SN≥kPm/ηCOSφ （3）
SN≥√3kUMIMX10-3 （4）
式中：
Pm電動機軸上輸出的機械功率，單位為kW；
η電動機的效率；
COSφ電動機的功率因數；
UM電動機的電壓，單位V；
IM電動機的電流，單位為A；
k電流波形的修正系數，PWM方式是通常取為1.0～1.5；
SN矢量變頻器的額定容量，單位是kVA。
（2）矢量變頻器同時驅動多臺電動機時，需要考慮矢量變頻器的過載能力，要保證矢量變頻器的額定電流大于所有電動機的運行電流之和。設矢量變頻器的過載能力為KP，允許過載的時間為1min，如果電動機的加速時間在1min以下時，則矢量變頻器的驅動容量可按式（5）計算，如果電動機的加速時間在1min以上時，則矢量變頻器的驅動容量可按式（6）計算。
kPSN≥kPm/ηCOSφ [NT+NS（ks-1）] （5）
SN≥kPm/ηCOSφ [NT+NS（ks-1）] （6）
式中：
NT電動機并聯的臺數；
NS電動機同時起動的臺數；
ks電動機起動電流與電動機額定電流的比值。
其它各量同上。
（3）大慣性負載起動時矢量變頻器的容量計算如下：
SN≥knN（TL+GD2nN/375tA）/9550ηCOSφ （7）
式中：GD2 換算到電動機軸上的總GD2；
TL 負載轉矩；
tA 根據負載要求確定的電動機加速時間，單位是S；
nN 電動機的額定轉速，單位是r/min；
SN矢量變頻器的額定容量，單位是kVA；
Ks電動機起動電流與電動機額定電流的比值。
?。?）當電動機運行時的實際功率小于額定功率時，選用矢量變頻器時可以小于電動機額定功率，但要注意瞬時峰值電流造成過負荷的影響。
4.矢量變頻器型式的選擇
對于調速精度沒有要求的設備，則選用普通U/f控制通用變頻器；對于低速時要求有較硬的機械特性，并要求有一定的調速精度，在動態方面無較高要求的負載，可選用不帶速度反饋的矢量控制型通用變頻器；對于某些對調速精度及動態性能方面都有較高要求，以及要求高精度同步運行的負載，可選用帶速度反饋的矢量控制型通用變頻器。軋鋼類對動態性能要求較高的生產機械，采用矢量控制高性能型變頻器是一種很好的選擇。對于恒轉矩類負載，當采用普通功能型變頻器時，常采用加大電動機和變頻器的容量的方法，來提高低速轉矩，但這種方式要考慮低速下強迫風冷及絕緣級別的提高；另一種就是采用具有轉矩控制功能的高功能型U/f控制通用變頻器。
矢量控制方式只能一臺變頻器驅動一臺電動機，當一臺變頻器驅動多臺電動機時，只能選擇U/f控制模式，不能用矢量控制模式。
目前常用的產品是高功能型U/f控制通用變頻器；具備轉矩控制功能，有無跳閘能力，輸出靜態轉矩高，機械特性硬度高于工頻電網供電的異步電動機，并且具有挖土機特性。但對于要求較高動態性能的負載，則優先選用高動態性能型矢量控制通用變頻器；另外無速度傳感器矢量控制通用變頻器也正被廣泛應用。
5.矢量變頻器的防護級別選擇
因為設備工作環境復雜，變頻器在環境條件差的境況下工作，就會影響變頻器的使用壽命和出力，所以變頻器的箱體結構按使用環境分為以下四個防護級別：
?。?）敞開式IP00 應用在環境條件較好的場所，如配電室的盤、箱、柜內；
?。?）封閉式IP20 不可以在有直徑小于12.5mm的粉塵環境中工作；
（3）密封式IP54 適用在環境比較潮濕，沒有危險的灰塵環境中，有防濺水功能；
（4）密封式IP65 適用在環境中有危險的灰塵，并有防噴水的功能。
6.變頻器對溫濕度的要求
?。?）環境溫度要在合適的范圍內，否則電路元器件就會出現故障，另外溫度過高也會影響變頻器的輸出電流，如當環境溫度小于40度時，變頻器輸出為額定電流；當環境溫度為45度時，變頻器輸出電流為0.8倍額定電流；當環境溫度為50度時，變頻器輸出電流為0.6倍額定電流。因此，安裝變頻器時，一定要考慮通風散熱。
?。?）為了不破壞線路及電路板，要求環境的相對濕度不結露，無冰凍。
（3）海拔高度也會影響變頻器的電氣絕緣，據統計，海拔每升高100米，電氣絕緣就會降低1%。
在選用矢量變頻器時需仔細閱讀變頻器的使用說明書，了解使用環境，進行恰當的選擇矢量變頻器。
7.在有爆炸危險氣體或粉塵環境下，必須將變頻器設置在危險場所之外
綜上所述，為了達到節能降耗，還要安全適用，在選擇矢量變頻器時一定要做到應用環境恰當，電壓匹配，電流要相當，容量合適，型式還要滿足工藝要求。
此文由上海碩吉電器有限公司發布，上海碩吉電器專業制造矢量變頻器,軟啟動器,電動機保護器,多功能儀表,等智能化、節能環保系列產品。 官方網站：http://www.aqhongyun.com.cn。
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