上海千实工程师解读三菱变频器的选型使用

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三菱变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。三菱变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。三菱变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
选型方法
由于电力电子技术的不断发展和进步，新的控制理论提出与完善，是交流调速传动、尤其是采用性能优异的三菱变频调速传动得到了飞速发展，因此在实际工作中采用三菱变频器+变频电机的情况越来越多，因此如何正确选择三菱变频器对机械设备的正常调试运行至关重要，选型方法如下：
1、根据机械设备的负载转矩特性来选择三菱变频器
在实践中常常将机械设备根据负载转矩特性不同，分为如下三类：
（1）恒转矩负载
（2）恒功率负载
（3）流体类负载
2、根据负载特性选取适当控制方式的三菱变频器
三菱变频器的控制方式主要分为：V/f控制，包括开环和闭环；矢量控制，包括无速度传感器和带速度传感器控制；直接转矩控制；三种方式的优缺点如下：
（1）V/f开环控制
优点：结构简单，调节容易，可用于通用鼠笼型异步电机；
缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小；
主要采用场合：一般的风机，泵类节能调速或一台变频器带多台电机传动场合。
（2）V/f闭环控制
优点：结构简单，调速精度比较高，可用于通用性异步电机；
缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小，要增加速度传感器；
主要采用场合：用于保持压力，温度，流量，PH定值等过程场合。
（3）无速度传感器的矢量控制
优点：不需要速度传感器，力矩响应好、结构简单，速度控制范围较广；
缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能；
采用场合：一般工业设备，大多数调速场合。
（4）带有速度传感器的矢量控制
优点：力矩控制性能良好，力矩响应好，调速精度高，速度控制范围大；
缺点：需要正确设定电机参数，需要自动测试功能，要高精度速度传感器；
使用场合：要求控制力矩和速度的高动态性能应用场合。
（5）直接转矩控制
优点：不需要速度传感器，力矩响应好，结构较简单，速度控制范围较大；
缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能；
采用场合：要求控制力矩的高动态性能应用场合，如起重机、电梯、轧机等。
3、根据使用安装环境选用三菱变频器的防护结构
三菱变频器的防护结构要与其安装环境相适应，这就要考虑环境温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素，这样与三菱变频器能否长期、稳定、安全、可靠的运行关系重大。三菱变频器的防护结构主要包括：
（1）开放型IP00
（2）封闭型IP20、IP21
（3）密封型IP40、IP41
（4）密闭型IP54、IP55
注意事项
1、根据负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选择siemens MMV/MDV 变频器，如负载为风机、泵类负载应选择siemens ECO变频器。
2、选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。另外应充分考虑变频器的输出含有高次谐波，会造成电动机的功率因数和效率都会变坏。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流增加10%而温升增加约20%。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这中情况，适当留有裕量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、当变频器用于控制并联的几台电机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值，要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种情况下，变频器的控制方式只能为V/F控制方式，并且变频器无法保护电动机的过流、过载保护，此时需在每台电动机上加熔断器来实现保护。
5、对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等，此时会引起变频器的降容，变频器需放大一档选择。
6、使用变频器控制高速电机时，由于高速电动机的电抗小，高次谐波亦增加输出电流值。因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则会造成电动机空转，恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时，在低速范围内没有限制；在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润滑油用光的危险。因此，不要超过转速容许值。
10、变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有的电动机。
绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组的阻抗小。因此，容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩GD2较大的场合，在设定加减速时间时应多注意。
11、变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比，降低输出容量10%～20%，变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的乘积。
12、对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下，如果按照电动机的额定电流或功率值选择变频器的话，有可能发生因峰值电流使过电流保护动作现象。因此，应了解工频运行情况，选择比其电流更大的额定输出电流的变频器。变频器驱动潜水泵电动机时，因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所以选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。
13、当变频器控制罗茨风机时，由于其起动电流很大，所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。
14、选择变频器时，一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。否则现场的灰尘、水汽会影响变频器的长久运行。
15、单相电动机不适用变频器驱动。

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