变频器选型设计规范
变频器选型方案
变频器选型方案1. 引言变频器是一种用于控制电机转速的电子装置，通过改变电机的供电频率和电压来实现对电机转速的精确控制。
在工业自动化领域，变频器被广泛应用于机械设备的变速运行，以提高设备的效率和可靠性。
本文将介绍变频器选型的一般原则和步骤，并提供一种变频器选型方案供参考。
2. 变频器选型原则在选择合适的变频器时，需要考虑以下原则：•负载特性：根据负载特性确定变频器的功率和控制方式。
不同的负载对电机的要求不同，如恒扭矩负载、变扭矩负载和恒功率负载等，需要选择适应性能符合要求的变频器。
•环境条件：考虑变频器将工作的环境条件，如温度、湿度、海拔等。
选型时应选择适应环境条件的变频器，以确保其正常运行和寿命。
•控制方式：根据实际需求选择合适的控制方式，如开环控制和闭环控制。
开环控制适用于精度要求不高的场合，闭环控制适用于精度要求较高的场合。
•可靠性：选择具有较高可靠性的变频器，以降低故障率和维修成本。
3. 变频器选型步骤步骤一：收集工程信息在选择变频器之前，需要首先收集工程信息，包括但不限于：•发电机功率与相数；•负载要求（如恒扭矩、变扭矩、恒功率等）；•工作环境条件（如温度、湿度等）；•控制方式（开环控制或闭环控制）；•安装方式（壁挂式、柜式等）；•其他特殊要求。
步骤二：计算所需输出功率根据工程信息和负载要求，计算所需的变频器输出功率。
输出功率一般按照下式计算：输出功率 = 功率系数 × 发电机功率其中，功率系数根据具体负载类型确定，如恒扭矩负载一般取值为1，变扭矩负载一般取值为1.2-1.5，恒功率负载一般取值为1.5-2。
步骤三：选择变频器规格根据计算得到的输出功率，选择合适的变频器规格。
选择时应考虑变频器的额定功率范围，其应大于或等于所需的输出功率。
步骤四：考虑环境条件根据工作环境的条件，选择适应性能好的变频器。
变频器应具备良好的防尘、防湿、耐高温和耐低温等性能，以确保其正常运行和寿命。
国产变频器
设备备件、材料采购技术标准——国产低压变频器选型及采购规范编号：XG/SJ —2010编制：设备管理部日期：2010年月日审核：日期：2010年月日批准：日期：2010年月日生效日期：2010年月日受控印章：分发号：XG/SJ —2010—国产低压变频器1、范围1.1本标准规定了湘钢所用国产低压变频器的设计规范、技术要求、配置、产品个性要求等。
1.2本标准适用于湘钢所用国产低压变频器的设计、采购。
2、技术标准2.1国产低压变频器的设计、制造需符合国家有关标准，制造厂需取得制造变频器的资质。
2.2引用标准下列文件中的条款，通过本标准的引用成为本标准的条款。
凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括错误的内容）或修改版，均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
●GB/T 2900.18-1992 电工术语低压电器 (eqv IEC 60050-441：1984 ) ●GB/T 3859.1-1993 半导体变流器基本要求的规定(eqv IEC60146-1-1：1991)●GB/T 3859.2-1993 半导体变流器应用导则 (eqv IEC 60146-1-2：1991)●GB/T 3859.3-1993 半导体变流器变压器和电抗器(eqv IEC60146-1-3：1991)●GB 4208-1993 外壳防护等级（IP代码）(eqv IEC 60529：1989)●GB/T 5226.1-1996 工业机械电气设备第1部分：通用技术条件（eqv IEC60204-1：1992）●GB/T 16935.1-1997 低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理，要求和试验 (idt IEC 60664-1：1992)●IEC 61000-2-4：1994 电磁兼容性（EMC）第2部分：环境第4章工业装置中对低频传导性干扰的兼容性等级2.3国产变频器使用规定2.3.1非连续生产线设备的水泵、风机、起重吊车所用（吊运铁水、钢水、钢渣等高温物体的吊车除外）交流电动机的调速。
变频器选型原则
变频器选型原则我们需要考虑变频器的功率适配。
变频器的功率应该与所驱动的负载的功率相匹配。
如果所选用的变频器功率过小，可能无法满足负载的需求，导致电机无法正常工作；如果功率过大，不仅会增加设备的投资成本，还可能造成能源的浪费。
因此，在选型过程中，我们需要准确测量负载的功率需求，选择合适的变频器功率。
我们需要考虑变频器的额定电流。
变频器的额定电流应该与所驱动的电机的额定电流相匹配。
如果所选用的变频器额定电流过小，可能无法提供足够的电流给电机，导致电机无法正常工作；如果额定电流过大，不仅会增加设备的投资成本，还可能造成电机过载，损坏设备。
因此，在选型过程中，我们需要准确测量电机的额定电流，选择合适的变频器额定电流。
第三，我们需要考虑变频器的控制方式。
根据不同的应用场景和控制需求，可以选择不同的变频器控制方式。
常见的变频器控制方式包括V/F控制、矢量控制和直接转矩控制。
V/F控制适用于一般的负载，具有成本低、稳定性好的特点；矢量控制适用于对转矩要求较高的负载，具有较好的动态响应和转矩控制精度；直接转矩控制适用于对转矩和速度要求较高的负载，具有最高的控制精度和动态响应。
因此，在选型过程中，我们需要根据负载的特点和控制需求，选择合适的变频器控制方式。
第四，我们需要考虑变频器的性能指标。
常见的变频器性能指标包括输出频率范围、输出电压范围、输出转矩范围、响应时间和效率等。
输出频率范围决定了变频器的调速范围，应根据负载的工作要求选择合适的范围；输出电压范围决定了变频器对电机的驱动能力，应根据负载的电压要求选择合适的范围；输出转矩范围决定了变频器对负载转矩的调节能力，应根据负载的转矩需求选择合适的范围；响应时间决定了变频器对负载变化的响应速度，应根据负载的动态性能要求选择合适的响应时间；效率决定了变频器的能源利用效率，应选择高效率的变频器以节约能源。
因此，在选型过程中，我们需要根据负载的工作要求，选择合适的变频器性能指标。
变频器选型原则
变频器选型原则具体来讲，低压通用变频器的选择包括低压通用变频器的型式选择和容量选择两个方面，选择变频器的基本原则有两方面：变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求，获得比较好的性价比。
为使变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求，在变频器选型时应密切关注以下技术参数：1、根据电机实际工作电流选择变频器电机实际工作电流是变频器选型最关键的因素，变频器在长时间工作时必须满足变频器输出电流大于电机实际工作电流。
切记！！！项目中通常先选电机，再根据电机选变频器。
电机实际工作电流并不是电机铭牌上标注的额定电流，变频器选型时应先熟悉工况，估算出电机的工作电流随时间变化的关系，才能确定相应的变频器的型号。
1.1 一般情况下，变频器拖动恒转矩负载电机，以电机额定电流为依据选择变频器。
1.2 一般情况下，变频器拖动风机、泵类负载的电机，以电机额定电流为依据选择变频器。
1.3 经常短时过载运行的电机，需要计算过载周期及过载电流。
变频器拖动这类型负载的电机，要求变频器最大输出电流Imax大于电机峰值电流，且变频器的I2t在自身允许范围内，变频器选型时有可能放大一档或几档来才能满足现场需求。
现以10kW、20A额定电流电机举例：假设电机间歇性工作，1秒内过载运行时峰值电流为40A（额定电流2倍），之后结束运行20秒。
此时选型就要用到变频器过载曲线：首先将电机电流随时间变化的曲线出来，其次看变频器的输出电流曲线能否覆盖电机电流曲线（即变频器输出电流超过电机实是否际工作电流），只有变频器输出电流曲线覆盖电机电流曲线的变频器型号才适用于重载负荷的电机。
能对于重载变频器的选型，往往有一些经验数据可以参考。
变频器过载能力西门子产品比较好，一般允许1.6倍短时过载。
不同品牌变频器过载能力可参考该变频器选型样本。
2、变频器选型应充分考虑环境对变频器的影响2.1 温度变频器的影响变频器的使用环境温度一般在-10～40℃，环境温度若高于40℃，每升高1℃，变频器应降额5％使用；环境温度每升10℃,则变频器寿命减半，所以周围环境及变频器散热的问题一定要解决好。
变频器选型规范
变频器选型规范变频器的正确选择对于掌握系统的正常运行是特别关键的。
选择变频器时必需要充分了解变频器所驱动的负载特性。
人们在实践中常将生产机械分为三种类型:恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。
恒转矩负载：负载转矩ＴＬ与转速ｎ无关，任何转速下ＴＬ总保持恒定或基本恒定。
例如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。
变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。
假如需要在低速下稳速运行，应当考虑标准异步电动机的散热能力，避免电动机的温升过高。
恒功率负载：机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体与转速成反比，这就是所谓的恒功率负载。
负载的恒功率性质应当是就一定的速度变化范围而言的。
当速度很低时，受机械强度的限制，ＴＬ不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。
负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。
电动机在恒磁通调速时，最大容许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大容许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。
假如电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相全都时，即所谓“匹配”的状况下，电动机的容量和变频器的容量均最小。
风机、泵类负载：在各种风机、水泵、油泵中，随叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度ｎ的２次方成正比。
随着转速的减小，转速按转速的２次方减小。
这种负载所需的功率与速度的３次方成正比。
当所需风量、流量减小时，利用变频器通过调速的方式来调整风量、流量，可以大幅度地节省电能。
由于高速时所需功率随转速增长过快，与速度的三次方成正比，所以通常不应使风机、泵类负载超工频运行。
西门子公司可以供应不同类型的变频器，用户可以依据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。
在选择变频器时因留意以下几点留意事项：１．依据负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选择ｓｉｅｍｅｎｓＭＭＶ／ＭＤＶ变频器，如负载为风机、泵类负载应选择ｓｉｅｍｅｎｓＥＣＯ变频器。
380V变频配电柜技术规范书
xxxxx矿业XXX金矿二期原生矿工程380V变频配电柜技术规范书xxxxx矿业有限公司2013年11月目录第一章技术规范 (1)第二章供货范围 (15)第三章技术资料 (19)第四章交货进度 (22)第五章监造、检验和性能验收试验 (23)第六章技术服务和技术联络 (24)第七章大件部件情况 (27)第八章差异表 (27)XXXXX矿业有限公司XXX金矿二期原生矿工程380V变频器柜技术规范书第一章技术规范1 总则1.1 本技术规范书适用于xxxxx矿业有限公司XXX金矿二期原生矿工程选矿厂各车间380V变频配电柜，它提出了380V变频配电柜的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2 本设备技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应提供符合工业标准和本规范书的优质产品。
1.3 本设备技术规范所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
1.4 本设备技术规范经招、投标双方确认后作为定货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
1.5 本设备技术规范未尽事宜，由招、投双方协商确定。
1.6 投标方所采用的产品，必须是技术和工艺先进，并有多台同类产品多年运行实践已证明是成熟可靠的产品。
1.7 投标方应对所中标范围内的设备、附件负有全责，即包括分包（或外购）的产品。
1.8 如因设备、附件等的设计选型，制造质量问题造成设备无发正常运行，投标方必须为此负全部直接责任。
1.9 本技术规范书使用的标准如遇与投标方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行，在此期间若颁布有较高要求的技术标准及规定、规范，则应以最新技术、标准、规范执行。
1.10 如果投标方没有以书面形式对本规范书条文提出异议，那么招标方可认为投标方提供的产品完全符合本技术规范书的要求。
1.11本技术规范中的变频配电柜的参数（至少包含外绝缘、降容系数、温升等，但不仅限于此）和要求均为在海拔1300米及以下的参数和要求，投标方应根据本工程海拔高度对变频配电柜参数进行修正，保证变频配电柜在此海拔高度下可靠稳定运行。
高压变频器技术规范书
****有限公司130吨锅炉工程高压变频调速成套装置技术规范书****有限公司2014年11月1、总则1.1本技术条件的使用范围为****有限公司锅炉替代与背压机改造工程一次风机、二次风机、引风机高压电机所用的高压变频调速成套装置。
它包括高压变频调速成套装置的功能设计、结构、性能、安装等方面的技术要求。
1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，乙方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.3 如果乙方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着乙方提供的设备（或系统）完全符合本规范书的要求1.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与乙方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
1.5本规范经甲、乙双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。
1.6本设备规范书未尽事宜，由甲乙双方协商确定。
2、技术要求2.1 遵循的主要标准Q/（GZ）ZGPE1-2004 ZINVERT系列高压变频调速系统通用技术条件IEC 76 Power Transformer;IEC 529 Protection Classes of Cases (IP code);IEC 1131/111 PLC Correlative norms;IEC 68 Correlative tests;IEC68-2-6 抗振动标准IEC68-2-27 抗冲击标准IEC 1175 Design of signals and connections;IEC 801 Electro-magnetic radiation and anti-surge-interference; IEC 870 Communication protocol;IEC1000-4-2 EMC抗干扰标准IEC1000-4-3 EMC抗干扰标准IEC1000-4-4 EMC抗干扰标准IEC1000-4-5 EMC抗干扰标准IEC1800-3 EMC传导及辐射干扰标准EN50082-2 工业环境的一般标准IEEE519 电气和电子工程师学会89/336EC CE标志NFPA 70 State Electrical Appliance Code;NFPA 77 Recommended anti-electrostatic methods; NFPA 78 Specifications to protect from thunder;NFPA 496 Standard of Electric Equipment Charge and Positive Pressure Case Body in Danger Area;OCMA NWGIREV2 Noise Level Norms;ISO/IEC 11801 International electrical wiring;NEMA American National Electrical Manufacturer Association;GB 12326 电能质量电压允许波动和闪变GB/T 14549 电能质量公用电网谐波GB 1094.1~1094.5 电力变压器GB 6450 干式变压器GB/T 10228 干式电力变压器技术参数和要求GB17211 干式电力变压器负载导则GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合GB/T 3859.1 半导体变流器基本要求的规定GB/T 3859.2 半导体变流器应用导则GB/T 3859.3 半导体变流器变压器和电抗器DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 5136-2001 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程火力发电厂电子计算机监控系统设计技术规程火力发电厂厂用电设计技术规程2.2 使用条件2.2.1使用环境条件最高气温℃最低气温℃地震烈度度水平加速度g垂直加速度g多年平均相对湿度：<90％，无凝结安装地点：室内2.2.2系统母线电源参数2.3 设备概况本工程采购高压变频调速装置，通过高压变频调速装置调节负载出力以满足工况需要。
变频器技术要求
（3）、变频柜技术要求：风机变频柜，每台变频器所带负载55kW电机，对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
安装场所：户内安装海拔高度：小于1000m环境温度：-10度--+40度相度湿度：小于95%应遵循的主要现行标准GB 156-2003 标准电压GB/T 1980-1996 标准频率GB/T 2423.10-1995 电工电子产品基本环境试验规程振动（正弦）试验导则GB 2681-81 电工成套装置之中的导线颜色GB 2682-81 电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色GB 3797-89 电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备GB 3859.1-93 半导体电力变流器基本要求的规定GB 3859.2-93 半导体电力变流器应用导则GB 3859.3-93 半导体电力变流器变压器和电抗器GB 4208-93 外壳防护等级的分类GB 4588.1-1996 无金属化孔单、双面印制板技术条件GB 4588.2-1996 有金属化孔单、双面印制板技术条件GB 7678-87 半导体自换相变流器GB 9969.1-88 工业产品使用说明书总则GB 10233-88 电气传动控制设备基本试验方法GB 12668-90 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件GB/T14436-93 工业产品保证文件总则GB/T15139-94 电工设备结构总技术条件GB/T13422-92 半导体电力变流器电气试验方法GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波IEEE std 519-1992 电力系统谐波控制推荐实施以上标准均执行最新版本。
这些法则和标准提出了最基本要求，如果根据投标方的意见并经用户接受，使用优于或更为经济的设计或材料,并能使投标方设备良好地、连续地在本规范所规定的条件下运行时，则这些标准也可以由投标方超越。
技术要求：1、变频器须选用ABB、三菱、富士、东芝、丹佛斯等一线进口品牌设备。
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一、变频器一拖一常规选型原则如下：
（1）DANFOSS按VLT6000系列进行选择，西门子按MM420，MM430进行选型，ABB按ACS510选型
（2）不管何种品牌的变频器，选型时必需结合电机的功率、额定电流和变频器所处的环境温度、海拔高度等参数进行，在变频器满足所允许的温度和海拔条件下，优先考虑电流参数，功率参数仅作为选型时的参考参数；
（3）常规按变频器安装于室内且环境温度低于40度，海拔高度低于1000米来选型；
（4）各种品牌的变频器无需考虑降容时所需满足的环境条件如下表：
（5）变频器按输入电压为三相380V选型；
（6）常规用变频器的选型按无滤波器选型，如合同或项目要求使用滤波器，则需参考另外的选型资料；
(7)常规用变频器均需按带基本操作面板去选型；操作面板安装于变频器上，如合同或项目要求操作
面板外拉或对操作面板的功能要求超过基本操作面板的情况，需参考其它的资料选型；
(8)常规用变频器按IP20防护等级选型；
（9）常规用变频器按变频器开关频率为4KHZ选型
（10）常规用变频器按不配相关通讯选件选型
（11）常规用变频器均按变频器变转矩运转模式选型
（12）若环境温度超过40℃，海拔高度超过1000米、有通讯选件要求或输入电压超过460V的使用情况，需考虑其它的降容措施和选型方案，具体详见本选型规范的第四条；
类型设计规范(√) 工艺规范( ) 其它( )
以下选型以东莞电机厂的4极电机为例，列出了不同功率的4极电机在满足上述条件下所对应的变频器型号；4极电机以外或其它品牌的电机视电机的实际额定电流，所选变频器型号及相关保护可能会有不同，必需遵守电机额定电流不大于变频器输出电流来选型变频器；
3
类型设计规范(√) 工艺规范( ) 其它( )
二、变频器一拖多时的选型原则
在满足第一条变频器一拖一选型原则的各个条件的前提下，变频器一拖多选型还需考虑以下要素：（1）变频器到各台电机的距离之和不能超过一定的长度，下表为不同品牌的变频器在不增加输出电抗器的条件下最大的电缆长度表
（2）变频器到各台电机的距离之和不能超过一定的长度，下表为不同品牌的变频器在增加输出电抗器的条件下不可超出的电缆长度表
（3）变频器的运行模式必需设置成线性的V/F特性；
（4）各电机的额定电流之和不可大于变频器的额定输出电流；同时需咨询不同品牌变频器厂家是否需要降容以及如何降容等。
四、当变频器环境温度超过40℃时或海拔高度超过1000米时，需考虑变频器的降容问题。
且需采取
变频器强制冷却的方式，尽量降低变频器使用的环境温度，避免变频器本身的发热量导致变频器所处环境温度的升高。
类型设计规范(√) 工艺规范( ) 其它( ) 各品牌变频器的降容曲线图如下：
（1）MM420 温度降容曲线
（2）MM420 海拔降容曲线
类型设计规范(√) 工艺规范( ) 其它( ) MM430 温度降容曲线
MM430 海拔降容曲线
类型设计规范(√) 工艺规范( ) 其它( ) DANFOSS VLT6000 温度降容曲线
DANFOSS VLT6000 温度降容曲线
类型设计规范(√) 工艺规范( ) 其它( ) DANFOSS VLT6000 海拔降容曲线
ABB ACS510变频器的最高使用环境温度为50℃，当变频器环境温度超过40℃时，需降容，降容按温度每增加1℃额定输出电流降容1%计算，例如变频器的环境温度为50℃时，额定输出电流=0.9I2N
ABB ACS510厂家支持的最高海拔高度为2000米,当海拔高度超过1000米时，需降容,具体降容按海拔高度每升高100米额定输出电流降容1%计算,当海拔高度超过2000米，需联系当地的ABB 办事处。
五、各品牌变频器强制冷却推荐方法
（1）变频电控箱内加装散热风扇；这一措施特别适合变频器电控箱无防护等级要求或防护要求不高于IP20的场合，通过电控箱开百叶和加装风扇，基本可以解决变频器电控箱散热问题；此种情况的变频电控箱散热风扇数量规定如下：
1. 变频器输出功率≤15KW,安装一个DPA200的散热风扇;
2. 变频器输出功率≥18.5KW,安装两个DPA200的散热风扇;
（2）对于变频电控箱由防护等级要求的场合，如IP54或以上，下图的强制冷却方法将可以很好地解决变频器的发热问题；具体详见变频器电控箱温升测试报告。
风扇型号和数量详见测试报。