变频器的容量计算与选择
变频器上电缓冲电阻的选择和参数计算
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要重 新启动时 , 其 间隔时间应该大于 此时 间 , 否则 上 电缓冲 电阻会 因为内 部 热量 没 有 彻 底散 失 , 影 响 其使 用 寿命
[ 中图 分类 号 1 U264
[文献 标识 码 I B
文 章编 号 1561一 0330 (20 13)02一 0069一 04
1 引言
随着社 会 的快速 发展 , 各种 电气工 业产 品的种 类
和使 用量 越来 越 多 , 其集成 化程 度也越来越 高 工业
2 变 频 器 主 电路
变频器的主 电路部 分主要有三 部分组成 : 整 流电路
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图 2 变频 器整 流 电路
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变频器的主要技术参数有哪些？
变频器的主要技术参数有哪些？
变频器的主要技术参数有如下几种。
（1）电源输入侧的额定参数
额定电压：低压变频器的额定电压有220V、380V、660V和1140V 等几种，高压变频器额定电压有3kV、6kV和10kV等几种。
额定频率：在我国市场上流通和现场运行的变频器，其额定频率均为50Hz。
（2）变频器输出侧的额定参数
输出电压：变频器运行中的输出电压是随频率变化的，最大值通常与输入侧的额定电压相等为380V（低压标准型），因此，变频器的输出电压是0～380V。
额定输出电流：指变频器允许持续输出的最大电流，是用户选择变频器的重要依据。
额定输出容量：不同变频器使用不同的单位来定义容量规格。
有的变频器用有功功率单位kW表示，例如富士G11S变频器；有的用视在功率单位kVA表示，例如博世力士乐CVF-G3系列变频器。
输出频率：变频器的输出频率最低可为0Hz，最高频率则各不相同，但都超过了我国的工频频率，可达120Hz，甚至几百Hz。
配用电动机容量：变频器说明书中规定的配用电动机容量，是按带动稳定不变负载的状况计算得到的最大4极电动机容量。
当变频器的额定容量以视在功率表示时，应使电动机所需视在功率小于变频器
所能供应的视在功率。
另外还有过载力量、低频时的起动转矩等参数，可参阅说明书。
变压器容量计算方法如何选择变压器容量
变压器容量计算方法如何选择变压器容量1.负载功率计算：首先需要计算负载的功率需求。
功率通常以千瓦（kW）为单位来表示。
可以通过以下公式计算负载功率：P=V×I×PF，其中P表示功率，V表示电压，I表示电流，PF表示功率因数。
2.负载功率因数：功率因数是衡量电力系统的有效功率的指标。
功率因数的范围从0到1，对于纯阻性负载，功率因数等于1；对于纯电感性负载，功率因数等于0。
大多数实际负载的功率因数介于这两个值之间。
需要确保变压器容量能够满足负载功率以及所需的功率因数。
3.容量裕度：变压器的容量裕度是指其额定容量与所需负载容量之间的差异。
通常为了避免过载和延长变压器的寿命，建议选择具有适当容量裕度的变压器。
通常建议容量裕度为20%-30%。
4.变频器负载：对于有频率可变的变频器负载，需要考虑变频器带来的附加功率损耗。
变频器负载一般比传统负载具有更高的谐波成分，因此需要选择具有更高容量的变压器。
5.过载能力：需要确保选取的变压器具有足够的过载能力以处理短时期的负载过载情况。
过载能力是变压器运行过载情况下能够持续运行的时间。
6.峰值负载：峰值负载是指负载在短时间内超过额定负载容量的情况，例如起动电动机时的峰值电流。
需要确保变压器能够处理峰值负载而不会超过其额定容量。
7.升压与降压：需要确定所需的变压器是升压还是降压变压器。
升压变压器是将输入电压升高到所需的输出电压，而降压变压器是将输入电压降低到所需的输出电压。
综上所述，选择适合的变压器容量需要明确负载功率需求、功率因数、容量裕度和附加负载等因素。
确保选取的变压器能够满足正常运行、负载波动以及峰值负载的要求，从而提高系统的可靠性和效益。
变频器电路设计、计算及一些经验
5
输入侧必须设计浪涌吸收电路， 吸收元件一般采用压敏电阻、 气体放电管或安规电容等， 整流桥的输出就近安装一只高频无感电容（MKP或CBB81） 。见图1中的Yd和Cr，压敏电阻 的耐压值一般选为820V，整流桥的输出吸收电容Cr与变频器功率有关，一般容值为0.22～ 2uF，耐压为1600V。 增加快熔。快熔的熔断时间可达3~5mS比较适合整流桥的保护，并能防止故障的扩大及 非常严重的后果（如烧毁变频器等） 。例：通讯电源、UPS、富士G11变频器。对于是否增加 快熔不同厂商有不同看法，本公司的未加。
电流额定值选择： 1、确定过载能力： k 2 IO IC 式中，k为电流过载倍数，IO为变频器额定输出电流， IC为模块标称电流值（连续DC）。 2、确定抗电流冲击能力： m 2 IO IC (1ms ) 式中，m为硬件电流保护倍数，IO为变频器额定输出电流， IC (1ms )为模块1mS标称电流
1 主回路设计、计算
图 1.1 变频器主回路 变频器主回路如图 1.1 所示，主要包括交流电抗器、输入压敏电阻、整流桥、直流电抗 器、直流充电电阻、直流电抗器、充电接触器、直流母线电容、电容均压电阻、逆变桥、 母线浪涌吸收电容，此外还可以安装制动单元和制动电阻。
1.1 主回路参数计算
变频器输出容量：
Po 3UoIo
式中 Uo 是输出电压，Io 是输出电流。 直流环节电压平均值：
UD
3 2
UAC 1.35UAC
式中，UAC 为三相输入线电压的有效值。由于母线电容的存在，直流电压一般认为等于输入 线电压的幅值，即：
UD 2UAC 1.414UAC
直流环节电流：
ID
6
富士变频器参数设置
变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。
实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。
但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。
因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以富士变频器基本参数名称为例。
由于基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。
一加减速时间加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。
通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。
在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。
加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。
二转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。
设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。
如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。
对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
三电子热过载保护本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。
本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
普通扶梯改造为旁路变频扶梯
普通扶梯改造为旁路变频扶梯自动扶梯广泛应用于各种公共场所，为了降低使用成本，将会有越来越多的扶梯客户加入变频节能改造行列，扶梯变频改造前景非常巨大。
本文基于普通继电器扶梯的原控制系统，增加变频器、接触器、PLC控制器和相位检测板等设备，构成一个旁路变频系统，对电机进行工频或变频控制。
标签：自动扶梯；旁路；变频器；节能一、开发目的目前“普通扶梯改造为旁路变频扶梯” 项目成本较高且只适用于室内扶梯，加上艾默生HTD3100系列变频器即将停产。
故从以下两个途径制定新的普通扶梯变频改造方案：①降低成本；②适用于室外扶梯改造。
二、适用范围适用于1000EX和1200EX型的室内外普通扶梯（包括继电器型、微机型）改造为变频扶梯场合，覆盖5.5KW、7.5KW、11KW、15KW几种功率。
三、旁路变频控制方式旁路变频将会是普通扶梯改变频的趋势，新系统的设计主要包括：变频器控制柜柜体设计、变频器容量选择、制动电阻的选择、扶梯旁路变频电气回路设计、继电器板设计、相位检测板程序设计及变频器参数设计等几大部分。
采用旁路变频方式，可以用3.7KW的变频器改造5.5KW、7.5KW的扶梯，用5.5KW的变频器改造11KW和15KW的扶梯。
而且旁路变频采用的制动电阻，在功率和散热方面，更有优势。
体积方面，将制动电阻置于变频器控制柜内，无需再加装制动电阻箱，整个系统的体积比全变频系统大大缩小。
四、旁路变频控制方式设计方案4.1 变频器控制柜柜体设计由于旁路变频使用的制动电阻发热量小，故直接将制动电阻放置于变频器控制柜内，无需再设计制动电阻箱，这样，可以使系统的体积大大减少，加装变频系统后，上梯室器件的散热效果更好。
4.2 变频器容量选择由于扶梯只在无人乘坐时才切换到变频器驱动，因此变频器只需克服梯级运行阻力FS，和扶手带运行阻力FH。
根据目前在线的旁路变频扶梯产品，用5.5KW变频器覆盖5.5～15KW的扶梯。
下面就变频器容量进行验算。
变频器参数基本设置
变频器参数根本设置变频器应用领域涉及到钢铁行业，化工行业，汽车行业，机床行业，电机机械行业，食品行业，造纸行业，水泥行业，矿业行业，石油行业，工厂建筑等，它促进企业实现了自动化，节约了能源，提高了产品质量和合格率以及生产率，延长了设备使用寿命。
通过变频器的功能参数的设置调试，就可以实现相应的功能，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择，在实际应用中，没必要对每一参数都进展设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。
但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进展参数的设定和调试。
变频器调试的好坏决定了变频器运行的稳定性、应用效果以及使用寿命等，最终关系到企业经济效益的大小，调好了可能大大节约费用，调不好可能损失沉重。
以下是作者在普传变频器使用中的经历总结，希望能供其他用户参考，使变频器能更好地推广使用，为企业带来更大的经济效益。
1变频器调试的步骤变频器能否成功地应用到各种负载中，且长期稳定地运行，现场调试很关键，必须按照下述相应的步骤进展。
1.1变频器的空载通电检验1〕将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。
2〕将变频器的接地端子接地。
3〕确认变频器铭牌上的电压、频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电。
4〕主接触器吸合，风扇运转，用万用表AC挡测试输入电源电压是否在标准标准内。
5〕熟悉变频器的操作键盘键,以普传科技变频器为例：FWD为正向运行键，令驱动器正向运行；REV为反向运行键,令驱动器反向运行；ESC/DISPL为退出/显示键，退出功能项的数据更改，故障状态退出，退出子菜单或由功能项菜单进入状态显示菜单；STOP/RESET为停顿复位键，令驱动器停顿运行，异常复位，故障确认；PRG为参数设定/移位键；SET为参数设定键，数值修改完毕保存，监视状态下改变监视对象；▲▼为参数变更/加减键，设定值及参数变更使用，监视状态下改变给定频率；JOG为寸动运行键，按下寸动运行，松开停顿运行，不同变频器操作键的定义根本一样。
变频器主要设置参数
变频器主要设置参数1、运行方式：主要是带编码器和不带编码器（编码器比较精确一些）,其中分别还有是矢量控制还是V/F控制（力矩大时最好用矢量控制比较稳定）2、控制方式：有变频器自带的那个操作面板控制正反转还是用端子控制正反转这个是必须要设定的参数3、频率来源设定：是面板直接给还是模拟量给4、再有是停车方式：自由停车一般用于带抱闸的电机，减速停车相反5、其他还需要设电机的一些参数进行自学习，保证电机的最佳状态。
有些变频器再最开始需要设定某参数，使所有参数都允许改写和高级菜单功能变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。
实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。
但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。
因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以富士变频器基本参数名称为例。
由于基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。
一、加减速时间加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。
通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。
在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。
加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。
二、转矩提升转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。
设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。
空调制冷量计算
空调制冷量计算一、空调制冷：变频器安装空调时，要求变频器控制室空间在满足调试、维护的情况下，尽可能小，并且做好密封。
空调容量的确定原则：按照变频器的发热量和控制室环境实用面积来选择空调的容量。
制冷量的计算变频器发热根据运行工况而定，最大发热量为变频器额定功率的4％，如果长期运行频率低于40Hz,则发热量可按照变频器额定功率的2％进行估算。
63 0KW变频器按额定运行，发热量为25.2KW。
按照房间实用面积单独空间制冷所需的空调容量，一般每平方米可以按照150W计算。
如果按房间尺寸4m×6m×4m（长×宽×高）计算，制冷量约3.6KW。
空调总体的制冷量应为变频器的发热量加上空间制冷所需的制冷量。
总约为28. 8KW。
空调的选择所谓的“匹”数，原指输入功率的大小，包括压缩机、风扇电机及电控部分所消耗的能量，制冷量以输出功率的多少计算。
一般来说，1匹空调的制冷量大致为2000大卡，换算成国际单位应乘以1. 162，故1匹的制冷量应为2000×1.162＝2324(W),这里的瓦（W）即表示制冷量，则2.5匹的应为2000×2.5×1.162＝5810（W），以此类推。
根据此情况，则大致能判定空调的匹数和制冷量，一般情况下，2200W－2600W都可称为1匹，450 0W－5100W可称为2匹，3200W－3600W可称为1.5匹。
根据计算，1000KW/6KV变频器使用空调的制冷量大约为28800÷2200＝13（匹）即可满足要求。
这样，安装两台10匹或3台5匹的空调即可满足630KW/10KV变频器的制冷要求。
建议：安装空调由于室内外空气没有直接流通，室内环境相对会比较清洁，但空调的可靠性会影响变频器的稳定运行，须选择质量可靠的空调，运行过程中定期检查。
通用变频器(G7)及其应用
f max
（3）最高频率、上限频率和下限频率
最高频率是变频器允许输出的最大频率，上限频 率不能超过最高频率。安川G7系列变频器最高频 率采用参数E1-04设置，上限频率和下限频率采用 参数d2-01、d2-02设置。
3.变频器的加减速功能 变频器的加减速功能
（1）加速时间及其设置
加速时间一般指的是变频器的输出频率从0Hz上升到最 高频率所需要的时间。安川G7系列变频器有加速时间 1~加速时间4四组参数，分别采用参数C1-01、C1-03、 C1-05、C1-07设置
• 变频器的主电路外围设备的配置及选择
– 进线断路器QF ：保护作用 ，安全隔离作用 。 – 进线接触器KM ：变频器主电路不一定要配置进线接触 器KM，没有进线接触器KM可以使用。 – 输入交流电抗器1ACL ：用于改善变频器输入电流波形， 有效抑制输入侧谐波干扰，削弱输入电路中的浪涌电 压、电流对变频器的冲击，削弱电源电压不平衡的影 响，有效降低变频器整流器件的电流最大瞬时值，提 高整流器和电解滤波电容寿命，有效抑制变频器对局 部电网的干扰，提高功率因数。 – 直流电抗器DCL ：限制电容的整流后冲击电流的幅值， 有效降低变频器整流器件的电流最大瞬时值，提高整 流器和电解滤波电容寿命，降低母线交流脉动，提高 功率因数。
• 电动机的正转、反转运行控制 ：安川G7系列变频器 将正转运行指令和反转运行指令固化在两个外接开 关量控制端子S1、S2。 • 点动运行操作 ：安川G7系列变频器将外接开关量输 人端S3~S12中的任何两个端子可分别控制电动机的 正向点动运行与正向点动运行，将对应于端子的参 数设置为“12”，即为正向点动，对应端子的参数设 置为“13”，即为反向点动。点动频率用参数d1-17 设置。
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变频器在系统设计时的容量计算与选择
北京天正恒业电器有限公司技术部
1 引言
采用变频器驱动异步电动机调速。在异步电动机确定后，通常应根据异步电
动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大
值)来选择变频器。当运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同，
变频器应满足的条件也不一样。选择变频器容量时，变频器的额定电流是一个关
键量，变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。变频器的
运行一般有以下几种方式。
2 连续运转时所需的变频器容量的计算
由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，因此
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须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器应同时满足以下三个条件：
式中：PM、η、cosφ、UM、IM分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率
因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。
K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05～1.1)
PCN：变频器的额定容量(KVA)
ICN：变频器的额定电流(A)
式中IM如按电动机实际运行中的最大电流来选择变频器时，变频器的容量
可以适当缩小。
3 加减速时变频器容量的选择
变频器的最大输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。一般情况下，对
于短时的加减速而言，变频器允许达到额定输出电流的130％～150％(视变频
器容量)，因此，在短时加减速时的输出转矩也可以增大；反之，如只需要较小
的加减速转矩时，也可降低选择变频器的容量。由于电流的脉动原因，此时应将
变频器的最大输出电流降低10％后再进行选定。
4 频繁加减速运转时变频器容量的选定
根据加速、恒速、减速等各种运行状态下的电流值，按下式确定：
I1CN＝[(I1t1+I2t2+…+I5t5)/(t1+t2+…t5)]K0
式中：I1CN：变频器额定输出电流(A)
I1、I2、…I5：各运行状态平均电流(A)
t1、t2、…t5：各运行状态下的时间
K0：安全系数(运行频繁时取1.2，其它条件下为1.1)
5 一台变频器在多传动使用时（多台电动机一起使用），且多台电动机并联运
行，即成组传动
用一台变频器使多台电机并联运转时，对于一小部分电机开始起动后，再追
加投入其他电机起动的场合，此时变频器的电压、频率已经上升，追加投入的电
机将产生大的起动电流，因此，变频器容量与同时起动时相比需要大些。
以变频器短时过载能力为150％，1min为例计算变频器的容量，此时若电
机加速时间在1min内，则应满足以下两式
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若电机加速在1mn以上时
式中：nT：并联电机的台数
ns：同时起动的台数
PCN1：连续容量(KVA) PCN1=KPMnT/ηcos
PM：电动机输出功率
η：电动机的效率(约取0.85)
cosφ：电动机的功率因数(常取0.75)
Ks：电机起动电流/电机额定电流
IM：电机额定电流
K：电流波形正系数(PWM方式取1.05～1.10)
PCN：变频器容量(KVA)
ICN：变频器额定电流(A)
变频器驱动多台电动机，但其中可能有一台电动机随时挂接到变频器或随时
退出运行。此时变频器的额定输出电流可按下式计算：
式中：IICN：变频器额定输出电流(A)
IMN：电动机额定输入电流(A)
IMQ：最大一台电动机的起动电流(A)
K：安全系数，一般取1.05～1.10
J：余下的电动机台数
6 电动机直接起动时所需变频器容量的计算
通常，三相异步电动机直接用工频起动时起动电流为其额定电流的5～7倍，
对于电动机功率小于10kW的电机直接起动时，可按下式选取变频器。
I1CN≥IK/Kg
式中：IK：在额定电压、额定频率下电机起动时的堵转电流(A)；
Kg：变频器的允许过载倍数 Kg＝1.3～1.5
在运行中，如电机电流不规则变化，此时不易获得运行特性曲线，这时可使
电机在输出最大转矩时的电流限制在变频器的额定输出电流内进行选定。
7 大惯性负载起动时变频器容量的计算
通过变频器过载容量通常多为125％、60s或150％、60s。需要超过此
值的过载容量时，必须增大变频器的容量。这种情况下，一般按下式计算变频器
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的容量：
式中：GD2：换算到电机轴上的转动惯量值(N•m2)
TL：负载转矩(N•m)
η，cosφ，nM分别为电机的效率(取0.85)，功率因数(取0.75)，额定转
速(r/min)。
tA：电机加速时间(s)由负载要求确定
K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05～1.10)
PCN：变频器的额定容量(KVA)
8 轻载电动机时变频器的选择
电动机的实际负载比电动机的额定输出功率小时，多认为可选择与实际负载
相称的变频器容量，但是对于通用变频器，即使实际负载小，使用比按电机额定
功率选择的变频器容量小的变频器并不理想，这主要是由于以下原因；
1) 电机在空载时也流过额定电流的30％～50％的励磁电流。
2) 起动时流过的起动电流与电动机施加的电压、频率相对应，而与负载转
矩无关，如果变频器容量小，此电流超过过流容量，则往往不能起动。
3) 电机容量大，则以变频器容量为基准的电机漏抗百分比变小，变频器输
出电流的脉动增大，因而过流保护容量动作，往往不能运转。
4) 电机用通用变频器起动时，其起动转矩同用工频电源起动相比多数变小，
根据负载的起动转矩特性，有时不能起动。另外，在低速运转区的转矩有比额定
转矩减小的倾向，用选定的变频器和电机不能满足负载所要求的起动转矩和低速
区转矩时，变频器和电机的容量还需要再加大。
以上介绍的是几种不同情况下变频器的容量计算与选择方法，具体选择容量
时，既要充分利用变频器的过载能力，又要不至于在负载运行时使装置超温。有
些制造厂(如ABB公司)还备有确定装置定额软件，只要用户提出明确的负载图
就可以确定装置的输出定额。
补充：一台变频器带双电机（并联输出）要注意什么问题？
这样用是简单的同步控制。其基本要求是：
1）：变频器的额定电流必须大于/等于两台电机额定电流之和
2）：变频器只能应用于V/F控制方式
3）：电机与变频器的安装距离如果不算太远，电机引线可以并联接入变频器的
输出
4）：采用两个电机支路的热过载保护当然更好。
北
京
天
业
器
限
公
司
公
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网
址
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