通用变频器标准规格优化

通用变频器的选择，包括变频器型式选择和容量选择两个方面。为了供参考，列出几个系列通用变频器的标准规格，见表3-22～表3-24。富士FRENIC-MEGA系列变频器属于具有多控制功能的矢量控制型变频器。安川公司的H1000系列变频器和西门子公司的SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE7系列变频器都属于“多控制方式”的、集U/f控制和矢量控制方式于一体的高性能型通用变频器。

关于变频器的标准规格，或者说变频器的额定值，说明如下几个问题。

1.变频器的容量 大多数变频器的容量均从三个角度予以表达：

（1）额定输出电流：为输出线电流，单位用A表示。这是反映变频器容量的最关键的量，是逆变器中半导体开关器件所能承受的电流耐量，通常是不允许连续过电流运行的。负载电动机的选择，无论是拖动单电动机还是拖动多电动机，均应以连续运行总电流不超过变频器额定电流为原则。

表3-22 富士FRENIC-MEGA系列标准规格与技术规范a.三相400V系列（用于重过载HD(High Duty)规格，用于轻过载LD(Low Duty)规格）基本型

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① 适用标准电动机为富士电动机的4极标准电动机时表示。

② 额定功率以400V系列：440V额定的情况表示。

③ 不能以高于电源电压的电压输出。

④ 相位之问的不平衡率[%]=（最高电压[v]-最低电压[v]）／3相平均电压[V]*67（参照IEC61800-3），在2%～-3%不平衡率下使用时，请使用交流电抗器（ACR:选择）。

⑤ 表示带有直流电抗器 DCR)的情况。

⑥ 这是电动机单独进行平衡制动转矩数值（根据电动机的效率而变化）。

⑦ 38～-440V,50H；;38～-480V,60Hz.

⑧ 直流电抗器 DCR)为选购件，但是，对于55kW的LD规格以及75kW以上的变频器，流电 抗器是必须的，请务必组合使用。

c．技术规范

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表3-23 安川Hl000系列重载高性能变频器规格和技术规范a．额定（3相200V级）

b．额定（三相400V级）

c．额定（三相400V级）

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表3-24 西门子公司6SE70系列变频器、逆变器和整流单元标准规格a.变频器、逆变器（电网电压3相AC380～480V和DC510～650V）

注：1.短时电流在≤200kW功率、30s过载时间时为1.6I_UN。

2.逆变器其中间回路不带熔断器且无“安全停车”功能。

b.整流单元（电网电压3相AC380～480V）

①电机额定功率按单元的数据来决定。传动功率同所连接的逆变器有关且应考虑外形尺寸。

②当系统接入一台2%的网侧电抗器时，给出此电流数据的条件是电网感抗为装置阻抗的3%，即电网短路功率与变频器功率之比为33∶1或100∶1。

③所连接的逆变器的电流不能超过给出的中间回路总电流。

④无限制，因为已通过晶闸管预充电。

⑤12脉波工作时可带接口适配板（6SE7090-0××85-1TA0）。

c.整流/回馈单元（电网电压3相AC380～480V）

①电机额定功率按单元的数据来定。传动功率同所连接的逆变器有关且应考虑外形尺寸。

②当系统接入一台4%的网侧电抗器时，给出此电流数据的条件是电网感抗为装置阻抗的5%，即电网短路功率与变频器功率之比为20∶1或100∶1。

③12脉波工作时可带接口适配板（6SE7090-0××85-1TA0）。

d.电网电压380～460V自换向脉冲式整流/回馈单元

①在cosφ=1和电网电压为400V。

②三相交流，来自/回馈电网。

③带调节板CUSA（6SE7090-0××84-0BJ0）的AFE变流器。

（2）可用电动机的功率：以电动机的额定功率（kW）表示。这种表达方式是有条件的，对电动机有严格的限制。日本产的变频器所标出的kW值，是以变频器输出额定电流时可以拖动的日产（甚至是变频厂家自产）的4极标准（普通型）电动机的kW值标出的，也就是说，是针对一种特定电动机标出的，仅可视为一种参考值。非日本标准的异步电动机自不必说，即使是日本标准的，特种用途异步电动机或6极以上异步电动机的额定电流都有可能大于上述特定电动机的额定电流。从常识上看，6极以上异步电动机在同样功率下的效率，特别是功率因数，都低于4极异步电动机的，另外，P一定，n低则T大，其额定电流自然要大一些。重要的是，看变频器额定电流是否大于电机额定电流。在为现场原有电动机选配变频器时，绝不可仅看kW值是否一致，盲目地选用变频器。选用时主要应考察额定电流。

（3）额定容量：以变频器输出的视在功率（kVA）表示，是指额定输出电流与电压下的三相视在功率。以表3-23a为例，变频器最大输出电压为3相，200～240V（视电网电压而不同），电压不同，额定电流只有一个值。显然，输出视在功率也不同。但标准规格表中只给出了对应于电压220V的视在功率kVA值。为了表示变频器的能力，给出的是可能的参考值。另外，电网电压下降时，变频器输出电压会低于额定值，这种情况下输出kVA值会随之减小。可见变频器的kVA值很难确切表达变频器的能力。所以，变频器的额定容量，只能作为变频器负载能力的一种辅助表达手段。

由上可见，选择变频器时，只有变频器额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载总电流不超过变频器额定电流，是选择变频器的基本原则。

2.变频器的输出电压 变频器输出电压的等级是为适应异步电动机的电压等级而设计的。通常等于电动机的工频额定电压。实际上，变频器的工作电压是按U/f曲线关系变化的。变频器规格表中给出的输出电压，是变频器的可能最大输出电压，即基频下的输出电压。

3.瞬时过载能力 考虑到成本，基于主回路半导体器件的过载能力，通用变频器的电流瞬时过载能力常设计成150%额定电流、1min或120%额定电流、1min。与标准异步电动机（过载能力通常200%左右）相比较，变频器的过载能力较小，允许过载时间亦很短。因此，变频器传动的情况下，异步机的过载能力常得不到充分的发挥。另外，如图3-28所示，考虑到通用电动机的散热能力的变化，在不同转速下电动机的转矩过载能力还要有所变化。

西门子公司产品的规格表中给出的参数项目与日产变频器有些区别。比如，输出电流给出三个值：输出额定电流、基本负载电流和短时电流，见表3-25。其额定电流是指传动西门子标准6极电动机长时恒载额定运行时变频器的输出电流。关于西门子公司6SE7系列额定值的细节见第5章。

表3-25 西门子公司6SE70系列变频器额定数据

①设定的脉冲频率高到一定程度时，因为开关损耗变大，变频器应该减载运行，见图5-22。

为了适应共用母线方式，西门子公司不但向用户提供一般概念上的整体“变频器”，而且还可以分别提供“整流器单元”和“逆变器”。如果需要将制动能量回馈电网，还可以提供“整流/回馈单元”及自换向脉冲式整流回馈单元AFE，表3-24b为二极管整流单元，表3-24c为SCR相控整流/回馈单元，表3-24d为IGBT脉冲式整流/回馈单元。表3-24a给出的是整体“变频器”和单体“逆变器”共同的技术数据。