铝电解多功能机组变频器的选型方法分析
变频器的工作原理及选型
变频器的工作原理及选型一、工作原理变频器是一种用于控制电机转速的电子设备，它通过改变电源电压的频率和电压来控制电机的转速。
变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常采用整流桥电路实现。
2. 滤波器：用于平滑整流后的直流电源，减少电压的波动。
3. 逆变器：将直流电源转换为可调变频的交流电源，通常采用PWM（脉宽调制）技术实现。
逆变器的输出频率和电压可以根据控制电路的指令进行调节。
4. 控制电路：负责控制变频器的工作状态，包括接收用户输入的指令、对逆变器进行调节、监测电机转速等。
变频器工作原理的核心是逆变器，它通过改变输出频率和电压来控制电机的转速。
当用户调节变频器的输出频率时，控制电路会改变逆变器的工作方式，从而改变输出频率和电压。
通过调节输出频率和电压，变频器可以实现电机的无级调速，满足不同工况下的需求。
二、选型指南在选择变频器时，需要考虑以下几个关键因素：1. 电机功率：根据实际应用需求确定所需的电机功率。
变频器的功率应与电机功率匹配，过小会导致无法正常工作，过大则会造成能耗浪费。
2. 控制方式：根据应用场景选择合适的控制方式，常见的有V/F控制、矢量控制和矢量控制。
- V/F控制：适用于一般的负载情况，成本较低。
- 矢量控制：适用于对转矩和速度要求较高的场景，具有较好的动态响应性能。
- 矢量控制：适用于对转矩和速度要求极高的场景，具有更高的控制精度和动态响应性能。
3. 额定电压和额定电流：根据电机的额定电压和额定电流选择合适的变频器。
变频器的额定电压和额定电流应与电机匹配，过高或过低都会影响电机的正常运行。
4. 过载能力：考虑变频器的过载能力，即在短时间内允许电机超过额定电流运行的能力。
过载能力较高的变频器可以应对突发的负载变化，提高系统的可靠性。
5. 通信接口：根据实际需求选择变频器是否需要支持通信接口，如Modbus、Profibus等。
通信接口可以实现变频器与上位机或其他设备的数据交互，方便远程监控和控制。
变频器的容量怎么选择 变频器常见问题解决方法
变频器的容量怎么选择变频器常见问题解决方法目前市场上变频器的种类很多，国产品牌，港澳地区品牌牌等等，不是比较贵的就是较为合适的，用户应当依据本身的需求进行选取，比如用途，容量，性价比，售后服务服务目前市场上变频器的种类很多，国产品牌，港澳地区品牌牌等等，不是比较贵的就是较为合适的，用户应当依据本身的需求进行选取，比如用途，容量，性价比，售后服务服务。
不过我认为除了用途外，容量是选取中紧要的一个因素，以下我摆列了几点：变频器的容量选择需要考虑很多因素，如电动机的容量，电动机额定电流，电动机加速时间和减速时间等，其中最紧要的是电动机额定电流。
变频器容量的选择应遵奉并服从以下原则。
1.轻载起动或连续运行时变频器容量计算电动机接受变频器运行与接受工频电源运行相比，由于变频器的输出电压，电流中会有高次谐波，电动机的功率因数，效率有所下降，电流约加添10%，因此变频器的容量可按下式来进行进行计算：式中Ife—变频器的额定输出电流（A）Ie—电动机的额定电流（A）Imax—电动机实际运行中的最大电流（A）必需指出，即使电动机负载特别轻，电动机电流在变频器额定电流以内，也不能选用比电动机容量小很多的变频器。
这是由于电动机的容量越大，其脉动电流值也越大，很有可能超过变频器的过电流限量。
2.重载启动和频繁启动，制动运行时变频器容量计算，下图为计算式：3.对于风机，泵类负载，变频器容量计算4.加速，减速时变频器的容量计算异步电动机在额定电压，额定功率下通常具有输出200%左右最大转矩的本领。
但是变频器的最大输出转矩由其允许的最大输出电流决议，此最大电流通常为变频器额定电流的130%～150%（持续时间为lmin），所以电动机中流过的电流不会超过此值，最大转矩也被限制在130%～150%。
假照实际加速，减速时的转矩较小，则可以削减变频器的容量，但也应留有10%。
5.频繁加速，减速运转的变频器容量计算先按式计算出负载等效电流Iif式中I1，I2.In—各运行状态下的平均电流（A）。
铝电解电容选型指导书
铝电解电容选型指导书（1）AL电解电容的结构与⽣产⼯艺介绍铝电解电容器的卷绕结构及简图如下所⽰：电解电容包含两个导电电极，中间有绝缘层隔开。
⼀个电极（阳极）由扩⼤了表⾯积的铝箔形成。
铝氧化层（AL2O3）在其表⾯形成绝缘层。
与其它电容相⽐，铝电解电容的负极（阴极）是导电液体，称作电解液。
另外⼀个铝箔，是所谓的阴极箔，其有更⼤的表⾯积，以传递电流到电解液。
电容的阳极是极纯的铝箔，其有效表⾯被极⼤地增⼤（⽐例可以到200倍），增⼤⽅式是⼀个电化学腐蚀过程，这样可以使电容到最⼤容量。
化学腐蚀的⽅式以及程度过程不同，决定于其不同要求。
铝电解电容器的主要⽣产原材料为：阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、套管、垫⽚等，其⽣产⼯序主要有：切割、卷绕、含浸、装配、⽼化、封⼝、印刷、套管、测量、包装、检验等，以下为其主要⽣产⼯艺图：（2）铝电解电容器的主要电学性能参数1.额定电压VR：是设计电容时设计的⽽且表⽰在电容上的直流电压。
对于铝电解电容，额定电压≤100 V通常叫做低压电容，⽽额定电压>100 V称作（中）⾼压电容，常⽤的额定电压有6.3V，10V，16V，25V，50V，63V，100V，250V，400V，450V，500V，630V等。
2.⼯作电压VOP：电容可以在额定电压（包含⼀些叠加的成分）下额定⼯作范围内连续⼯作。
允许的连续⼯作电压范围为0V到额定电压之间。
在很短时间内，因阴极铝箔上有⼀层空⽓氧化层，电容可以承受不超过1.5 V 的反向电压。
3.浪涌电压VS：是短时间内可以加在电容上的最⼤电压，⽐如⼀⼩时内5次，每次⼀分钟。
IEC60384-4定义浪涌电压如下：如果 VR ≤ 315 V，VS= 1.15VR，如果VR> 315 V，VS= 1.10VR。
4.额定容量CR：是电容设计和标⽰的交流电容值。
CR是由(IEC 60384-1 and IEC60384-4)规定的特殊标准来测得的，对于电解电容⼀般测试条件为2倍⼯频（100HZ或120HZ），室温。
变频器的工作原理及选型
变频器的工作原理及选型一、工作原理变频器是一种电力调节设备，用于控制交流电动机的转速和扭矩。
它通过改变电源的频率和电压来调节电机的运行状态。
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常使用整流桥电路实现。
2. 滤波器：用于滤除整流器输出的脉动直流电，保证逆变器输入的直流电质量。
3. 逆变器：将直流电源转换为交流电源，通过控制逆变器输出的频率和电压来控制电机的转速和扭矩。
4. 控制电路：根据用户的需求，通过控制逆变器的参数来实现对电机的精确控制。
二、选型原则在选择变频器时，需要考虑以下几个因素：1. 功率：根据电机的额定功率选择合适的变频器，一般变频器的额定功率应略大于电机的额定功率，以确保变频器的稳定运行。
2. 输入电压和频率：根据现场的电源条件选择合适的变频器，通常有单相和三相两种输入电源形式，频率一般为50Hz或60Hz。
3. 控制方式：根据对电机的控制需求选择合适的控制方式，常见的控制方式有V/F控制、矢量控制和直接转矩控制等。
4. 保护功能：选择具有完善的保护功能的变频器，如过载保护、短路保护、过压保护和欠压保护等，以保护电机和变频器的安全运行。
5. 响应速度：根据对电机响应速度的要求选择合适的变频器，一般来说，响应速度越快，控制效果越好。
6. 通信接口：如果需要与其他设备进行通信，选择具有通信接口的变频器，以实现设备之间的数据传输和控制。
7. 可靠性和稳定性：选择具有较高可靠性和稳定性的品牌和型号的变频器，以确保设备的长期稳定运行。
三、案例分析以某工厂为例，该工厂需要控制一台额定功率为5kW的三相异步电动机，要求电机能够实现精确的转速和扭矩控制。
根据工作原理和选型原则，我们可以选择以下变频器：1. 型号：ABC-5000功率范围：5kW输入电压：380V三相输入频率：50Hz控制方式：矢量控制保护功能：过载保护、短路保护、过压保护、欠压保护响应速度：10ms通信接口：RS485可靠性和稳定性：采用国际知名品牌，具有良好的可靠性和稳定性。
变频器的选型及配置要点分析
变频器的选型及配置要点分析摘要：变频器具有良好的驱动能力，配合自动控制技术能达到节能目的。
目前，该装置在地铁工程建设工作中有着较高的应用价值。
很多地铁当中的环控系统风机、水泵的控制装置中都会安装变频器。
由于应用实践中，变频器选型、外围结构配置属于关键环节。
为此，文章在影响变频器选型的关键指标--负载特性分析的基础上，进一步阐述了变频器选型的具体方法及变频器外围配置的要点，旨在为应用实践中变频器的科学选用与合理配置提供参考，希望能综合发挥出该装置在地铁中的使用价值。
关键词：变频器选型；负载特性；外围配置在电力电子技术持续创新与优化的过程中，变频设备应用成本不断降低，变频器功能逐步完善，逐渐从几百瓦的家用设备发展成为具备上千瓦级大型传动装置驱动设备。
除了可应用于风机、水泵等设备运行速度的调控之外，应用范围逐步拓展至工业、轨道交通等各个领域。
但变频器选用过程中，选型与外围配置是确保变频器作用有效发挥的关键。
1.变频器选型的关键影响指标1.1恒转矩负载恒转矩负载的负载转矩及转速之间关联不大，无速转速是高是低，负载转矩始终处于恒定状态，而在负载速度提升时，负载功率会呈现出线形增长趋势。
选择变频器时，应先分析出地铁牵引电机的转矩负载类型，找到选型工作的侧重点。
实际上，摩擦类负载、重力负载均是恒转矩负载。
如果变频器需要为恒转矩性质的负载提供拖动力，要确保变频器具备较高的过载能力，且低速运行状态下，要具备高输出转矩。
特别是长时间处于低速运行时，要将电动机是否具备较强的散热功能作为考量重点。
1.2恒功率负载恒功率负载时，转速越大，转矩越小，但功率始终保持恒定。
在相应速度变化范围内，会出现恒功率负载，但低速运行状态下，机械强度会对负载转矩产生限制，因而一般会呈现出恒转矩性质。
在恒磁状态下对电动机进行调速时，由于最大允许输出转矩并不会发生变化，其应归属于恒转矩调速范畴。
然而弱磁状态进行调速，通常最大允许输出转矩设置越高，其转速越低，此时应属于恒功率调速。
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。
氧化铝厂中变频器的选择及使用
氧化铝厂中变频器的选择及使用作者：李明来源：《中国新技术新产品》2010年第19期摘要:变频器由于具有调速范围宽、调速精度高、动作响应快、运行效率高、功率因素高、操作方便且便于同其他设备接口等一系列优点,在工业应用越来越广泛,特别是在风机、泵类的节能改造项目中更是首选设备,但是假如改造时考虑不周、设备选型不合理,会带来许多麻烦。
本文主要介绍了变频器的选择及使用中出现的问题,供大家参考。
关键词:变频器;选择;调速;参数前言解决好氧化铝厂设备运行中存在严重的能源浪费问题,是增强企业竞争力的要求,更是创建资源节约型社会的国策的要求。
变频调速技术是风机、水泵等设备调速技术发展的必然方向。
对设备采用变频技术,可以降低企业的生产成本,降低生产设备的故障率,延长设备的使用寿命,产生较大的经济效益和社会、环境效益,提高企业的综合竞争力和发展后劲。
1 变频器的选择1.1 调速对象的基本情况1.1.1 负载力矩在工艺上提出要调速的负荷后,首先要了解这种负荷的力矩特性,力矩特性不同选择变频器的种类就不一样。
电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定:P=Tn/9550式中:P-电动机功率,kW;T-转矩(N.m);n-转速(r/min)。
转矩T与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种(见图1):(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转负载,如图1(a)所示。
此类负载如传送带、起重机、台车、挤压机、压缩机、罗茨风机等。
(2)随着转速的降低,转矩按转速的平方减小的负载,如图1(b)所示。
此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高,转矩越小的恒功率负载,如图1(c)所示。
此类负载如扎机、机床主轴、卷取机等。
1.1.2 电机型式与参数电机型式不一样选择变频器也不一样,大体分为鼠笼型、绕线型两种,应用场合有高速与低速之分,联轴器有齿轮传动,还有防爆、制动等。
另外,还要了解电机的相数、转速、额定电压和电流等。
1.1.3 调速参数首先要了解调速范围,从频率上分0～400Hz与50～2000Hz,凡是在50Hz额定频率以上调节的多半为恒功率负载。
变频器容量和控制方式选择
变频器容量和控制方式选择在选用变频器时，一般依据负载的性质及负荷大小来确定变频器的容量和掌握方式。
1．容量选择变频器的过载容量为125%／60s或150%／60s，若超出该数值，必需选用更大容量的变频器。
当过载量为200%时，可按ICN≥(1.05～1.2)IN来计算额定电流，再乘1. 33倍来选取变频器容量，IN为电动机额定电流。
2.掌握方式的选择(1)对于恒定转矩负载。
恒转矩负载是指转矩大小只取决于负载的轻重，而与负载转速大小无关的负载。
例如挤压机、搅拌机、桥式起重机、提升机和带式输送机等都属于恒转矩类型负载。
对于恒定转矩负载，若调速范围不大，并对机械特性要求不高的场合，可选用V／F掌握方式或无反馈矢量掌握方式的变频器。
若负载转矩波动较大，应考虑采纳高性能的矢量掌握变频器．对要求有高动态响应的负载，应选用有反馈的矢量掌握变频器。
(2)对于恒功率负载。
恒功率负载是指转矩大小与转速成反比，而功率基本不变的负载。
卷取类机械一般属于恒功率负载，如薄膜卷取机、造纸机械等。
对于恒功率负载，可选用通用性V／F掌握变频器。
对于动态性能和精确度要求高的卷取机械，必需采纳有矢量掌握功能的变频器。
(3)对于二次方律负载。
二次方律负载是指转矩与转速的二次方成正比的负载。
如风扇、离心风机和水泵等都属于二次方律负载。
对于二次方律负载，一般选用风机、水泵专用变频器。
风机、水泵专用变频器有以下特点：1)由于风机和水泵通常不简单过载，低速时转矩较小．故这类变频器的过载力量低，一般为120%／60s（通用变频器为150%／60s），在功能设置时要留意这一点。
由于负载的转矩与转速平方成正比，当工作频率高于额定频率时，负载的转矩有可能大大超过电动机转矩而使变频器过载，因此在功能设置时最高频率不能高于额定频率。
2)具有多泵切换和换泵掌握的转换功能。
3)配置一些专用掌握功能，如睡眠唤醒、水位掌握、定时开关机和消防掌握等。
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铝电解多功能机组变频器的选型方法分析[摘要]：对影响铝电解多功能机组的变频器选型的因素进行分析，提出了变频器的合理选型和应用方法。
[关键词]：铝电解变频器
中图分类号：tn77 文献标识码：tn 文章编号：1009-914x(2012)26- 0589 -01
1. 前言
铝电解多功能机组是大型预焙阳极铝电解生产的主要操作设备。
为了提高设备的运行稳定性和可靠性，提高生产效率，该设备的行走及提升运行均采取变频调速的控制方式。
但电解车间存在高温，大电流，强磁场，多粉尘及氟化氢气体等恶劣的环境问题，给变频器的选择带来了不小的难度。
若选型过小，不仅无法满足实际需求，还会严重影响变频器寿命，但若选择余量过大又会造成浪费。
本文结合现场实际对铝电解多功能机组的变频器选型原则进行分析，提出了选型和应用的方法。
2. 变频器选型原则
铝电解多功能机组采用都是变频调速电机，不考虑使用选用特殊电机的情况，简要介绍选择变频器的方法原则。
（1）确认电压等级：铝电解多功能机组的工作电压为380v,因此选择额定电压为400v的变频器为宜。
（2）确认负载类型和电机型号：铝电解多功能机组属于特殊种类的起重机，应按恒转矩负载的特性选择相应系列的变频器及正确的
应用宏类型。
（3）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。
（4）应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。
因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10％,而温升会增加20％左右。
所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。
（5）变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑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、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
（6）多功能机组的大小车机构均采用变频器一拖二并联控制，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。
并且变频器的控制方式只能为v/f方式，并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护，此时需在每台电动机侧加过热继电器来实现保护。
（7），在高环境温度、高开关频率、高海拔高度等应用场合，此时会引起变频器的降容，变频器需放大选择。
（8）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并采取相应措施。
否则现场的灰尘、水汽会影响变频器的长久运行。
3. 影响变频器的选型因素及应对措施
通过分析影响变频器的因素，才能能合理的选择变频器型号。
电解车间工作环境恶劣，主要存在以下影响变频器工作的因素：
（1）高温及粉尘：电解车间温度偏高，机组所处位置温度有时可达70℃以上。
而变频器的运行温度多为：0—40℃或-10—50℃，湿度在低于90%的环境中工作。
一般变频器在40℃时的负荷能力是100%，每升高1℃，需降容5%使用，环境温度每升高10℃，变频器寿命减半。
变频器周围是不应有腐蚀性、爆炸性或燃烧性气体以及粉尘和油雾的。
但由于生产工艺的原因，车间里多氧化铝粉尘及具有腐蚀性的氟化氢气体，给变频器带来了严重威胁。
基于此二种因素，在实际应用中，必须在电气柜中使用具有除尘功能的工业空调，使环境温度下降到40℃以下，并保持一定的通风性。
且变频器的防护等级要达到ip54以上。
安装变频器时，建议安装板使用无漆镀锌钢板，以确保变频器的散热器和安装板之间有良好的电气连接。
（2）大电流：铝电解槽生产时需百万级大电流，且直流母线裸露在外，多功能机组工作时会直接接触电解槽。
若大电流由机械部分传导进入配电系统将会损坏变频器，plc等电气设备。
因此良好的绝缘是必须的。
不仅要做到电气设备的绝缘，还要使各机械部位相互绝缘。
（3）强电磁场：由电磁感应原理可知，电流通过的导体将产生磁场，电流越大磁场越大。
铝电解的大电流将产生强磁场。
电磁波会
与电子元件作用，产生干扰（emi），因此要选择符合emc(电磁兼容性)标准的变频器。
变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的电导必须至少为每相导线芯的电导的1/10另外，为了减弱磁场的影响，可以采用双重金属屏蔽结构的配电柜。
（4）高海拔：随着西部大开发的推进，铝厂越来越多的向西部高海拔地区迁移，海拔高度也成为需考虑的重要因素。
变频器在海拔高度1000m以下负荷能力是100%，超过1000m输出功率会下降，因为随着海拔的升高，电器元件散热性能会变差。
需降容选择，应按照每升高100m，电流额定值减少1%计算。
4. 结语
综合考虑以上因素所选择的变频器，目前已成功应用于电解铝生产车间环境下，可以实现长时间稳定运行。
图1为实时测量的变频器输出转矩与频率关系图，t为电机转矩曲线，f为电机频率曲线。
由图可见，变频器启动响应快，运行平稳，制动效果好。
参考文献：
[1] 张燕宾.变频器应用教程[m].北京：机械工业出版社，2007.
[2] 李德永.变频技术及应用[m].北京：高等教育出版社，2007.。