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. 变频器的应用
    　　3.1 变频器容量的计算
    　　（1） 连续运转时所需的变频器容量的计算式
    　　 （3-1）
    　　 （3-2）
    　　 （3-3）
    　　式中PM──负载所要求的电动机的轴输出功率；
    　　 η──电动机的效率（通常约0.85）；
    　　 cos*──电动机的功率因素（通常约0.75）；
    　　 UM──电动机电压（V）；
    　　 IM──电动机电流（A），工频电源时的电流；
    　　 k── 电流波形的修正系数（PWM方式取1.05~1.0）；
    　　 PcN──变频器的额定容量（kVA）；
    　　IcN──变频器的额定电流（A）；
    　　
    　　 （2）一台变频器传动多台电动机并联运行，即成组传动时，变频器容量的计算。当变频器短时过载能力为150％，1min时，如果电动机加速时间在1min以内
    　　
    　　即 （3-4）
    　　 （3-5）
    　　 当电动机加速时间在1min以上时，
    　　 （3-6）
    　　 （3-7）
    　　式中PM──负载所要求的电动机的轴输出功率；
    　　 nT──并联电动机的台数；
    　　 ns──同时启动的台数；
    　　 η──电动机效率（通常约0.85）;
    　　 cos*──电动机功率因素（通常约0.75）；
    　　 PCN1──连续容量（kVA），PCN1=kPMnT/ηcosφ
    　　KS──（电动机启动电流）/（电动机额定电流）；
    　　IM──电动机额定电流（A）
    　　k──电流波形的修正系数（PWM方式取1.05~1.10）；
    　　PCN──变频器容量（kVA）
    　　IcN──变频器额定电流。
    　　（3） 大惯性负载起动时变频器容量的计算
    　　 （3-8）
    　　式中GD2──换算到电动机轴上的总GD2（N·M2）；
    　　 TL──负载转矩（N·m）；
    　　 h──电动机效率（通常约0.85）
    　　 cosj──电动机功率因数（通常约0.75）
    　　 xA──电动机加速时间（s），根据负载要求确定；
    　　 k──电流波形的修正系数（PWM方式取1.05~1.10）；
    　　 nM──电动机额定转速（r/min）；
    　　 PCN──变频器容量（kVA）。
    　　变频器与异步电动机组成不同的调速系统时，变频器容量的计算方法也不同。本小节第（1）所列，适用于单台变频器为单台电动机供电连续运行的情况。式（3－1）、式（3－2）和式（3－3）三者是统一的，选择变频器容量时应同时满足三个算式的关系。尤其变频器电流是一个较关键的量。本小节第(2)所列，适用于一台变频器为多台并联电动机供电且各电动机不同时起动的情况。选择逆变器容量，无论电动机加速时间在1min以内或以上，都应同时满足容量计算式和电流计算式。本小节第(3) 所列，是针对大惯量负载的情况，例如吊车的平移机构、离心式分离机、离心式铸造机等，负载折算到电动机轴上的等效GD2比电动机转子的GD2大得很多。这种情况下则应按式(3-8)选择变频器的容量。
    　　
    　　3.2 变频器的外围设备及其选择
    　　变频器的运行离不开某些外围设备。这些外围设备通常都是选购件。选用外围设备常是为了下述目的：a. 提高变频器的某种性能；b..变频器和电动机的保护；c. 减小变频器对其他设备的影响等。
    　　(1) 变频器外围设备的种类与用途 变频器的外围设备如图3-1所示。
    　　下面分别说明用途与注意事项等。
    　　
    　　图3-1 变频器的外围设备
    　　1— 电源变压器T 2—电源侧断路器QF 3—电磁接触器1KM
    　　 4—无线电噪声滤波器FIL 5—电源侧交流电抗器1ACL
    　　 6—制动电阻R 7—电动机侧电磁接触器2KM
    　　 8—工频电网切换用接触器3KM 9—电动机侧交流电抗器2ACL
    　　
    　　a. 电源变压器T: 电源变压器用于将高压电源变换到通用变频器所需的电压等级，例如220V量级或400V量级等。变频器的输入电流含有一定量的高次谐波，使电源侧的功率因数降低，若再考虑变频器的运行效率，则变压器的容量常按下式考虑：
    　　变压器的容量(KVA)＝
    　　其中变频器功率因数在有输入交流电抗器1ACL时取0.8—0.85，无输入电抗器1ACL时则取0.6-0.8。变频器效率可取0.95，变频器输出功率应为所接电动机的总功率。
    　　变频器生产厂家所推荐的变压器容量的参考值，常取变频器容量的130%左右。
    　　b. 电源侧断路器QF 用于电源回路的开闭，并且在出现过流或短路事故时自动切断电源，以防事故扩大。如果需要进行接地保护，也可以采用漏电保护式断路器。使用变频器无例外地都应采用QF。
    　　c. 电磁接触器1KM 用于电源的开闭，在变频保护功能起作用时，切断电源。对于电网停电后的复电，可以防止自动再投入以保护设备的安全及人身安全。
    　　d. 无线电噪声滤波器FIL 用于限制变频器因高次谐波对外界的干扰，可酌情选用。
    　　e. 交流电抗器1ACL和2ACL 1ACL用于抑制变频器输入侧的谐波电流，改善功率因数。选用与否视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网电压允许的畸变程度而定。一般情况以采用为好。2ACL用于改善变频器输出电流的波形，减低电动机的噪声。
    　　d. 制动电阻单元R 用于吸收电动机再生制动的再生电能。可以缩短大惯量负载的自由停车时间。还可以在位能负载下放时，实现再生运行。
    　　e. 电磁接触器2KM和3KM 用于变频器和工频电网之间的切换运行。在这种方式下2KM是它和3KM之间的联锁可以防止变频器的输出端接到工频电网上。一旦出现就频器输出端误接到工频电网的情况，将损坏变频器。如果不需要变频器——工频电网的切换功能，可以不要2KM。注意，有些机种要求2KM只能在电动机和变频器停机状态下进行开闭。
    　　
    　　（2） 制动电阻的计算 在异步电动机因设定频率下降而减速时，如果轴转速高于由频率所决定的同步转速，则异步电动机处于再生发电运行状态。运动系统中所荐储的动能经逆变器回馈到直流侧，中间直流回路的滤波电容器的电压会因吸收这部分回馈能量而提高。如果回馈能量较大，则有可能使变频器的过压保护功能动作。利用制动电阻可以耗散这部分能量，使电动机的制动能力提高。制动电阻的选择，包括制动电阻的阻值及其容量的计算，可按如下步骤进行。
    　　a. 制动转矩的计算 制动转矩TB可由下式算出：
    　　 TB= （N×m） (3-9)
    　　
    　　式中 GD2M——电动机的GD2（N×m2）；
    　　 GD2L ——负载折算到电动机轴上的GD2（N×m2）；
    　　 TL ——负载转矩（N×m）；
    　　 n1——减速开始速度（r/min）；
    　　 n2——减速完了速度（r/min）；
    　　 ts——减速时间（S）。
    　　b. 制动电阻阻值的计算 在附加制动电阻进行制动的情况下，电动机内部的有功损耗部分，折合制动转矩，大约为电动机额定转矩的20%。考虑到这一点，可用下式计算制动电阻的值
    　　 RBO= (Ω) （3-10）
    　　 式中 UC——直流回路电压（V）；
    　　 TB——制动转矩（N×m）；
    　　 TM——电动机额定转矩；
    　　 n1——开始减速时的速度。
    　　 如果系统所需制动转矩TB