变频调速装置选用技巧
1 概述

变频调速装置能实现电动机的软起动、软停车、具有减少机械冲击、减轻对电网的冲击等诸多优点。我国作为一个能源短缺的国家，基恩尤为重要。《中国节能技术大纲》提出水泵风机类应最大发挥其节能作用的要求，水泵风机类负载作为电气设计中主要的用电设备，节约能源、降低消耗尤为重要。在给排水工程中，尤以水泵风机负载为多，因此在给排水工程中采用变频调速技术，既可实现无极调速，满足工艺过程中各项指标对电机速度控制的要求，保证工艺流程的相对稳定，又可实现节约能源、降低消耗，减少相关设备的启停次数，延长设备使用寿命，并可解决由于工程实际运行规模与设计规模不一致带来的运行过程的偏差，对协调各工艺流程间匹配关系，起到重要的调节作用，因此变频调速技术在给排水工程中得到越来越广泛的应用。

2 变频调速节能特点

根据风机、水泵的扬程-流量特性曲线，按照工艺要求的流量，实现变速变流量控制，是很有效的节能方法。风机、水泵具有以下特点：

电机轴功率P和流量Q、扬程H之间的关系为:

P=K*H*Q/η

其中K为常数；η为效率。

它们与转速N之间的关系为：

Q1/Q2=N1/N2

H1/H2=(N1/N2)²

P1/P2=(N1/N2)³

试中：Q1、Q2—流量，m³/s；N1、N2—转速，r/min；P1、P2—功率，kw；H1、H2—扬程，m。

即流量与转速成比例，而功率与流量的3次方成比例。由于风机、水泵一般用不调速的笼型电动机传动，当流量需要改变时，用改变风门或阀门的开度进行控制，效率很低。若采用转速控制，当流量减小时，所需功率近似按流量的3次方大幅度下降，节能效果非常明显。

3 变频器选用技巧及使用中应注意的一些问题

（1）变频器选择中，应按电动机的额定功率计额定电流、额定电压综合考虑，合理选择变频器的参数，使之与用电设备配套。有些机械配套的电动机属于大电流、低转速电机，在按额定功率选择变频器时，必须校核变频器的额定电流与设备配套问题，一般来说，变频器的额定电流至少应该大于电动机额定电流。必要时需选择功率等级比配套电动机大一级的变频器。

（2）对于一些需要较大起动力矩的重载起动设备，选择变频器时需特别注意，有限生产厂的变频器分水泵风机类负载及恒转矩类负载两种，对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的选择。

（3）现在大部分生产厂商的变频器均采用电压源型，功率因数较高，可保证在0.95以上，在实际应用中应结合功率因数补偿协同考虑，可不需额外增加补偿装置。集中补偿的电容也可适当降低补偿容量。但也有些生产厂变频器为电流源型，变频设备随电机转速的变化，功率因数变化幅度较大，需要考虑补偿电容。

（4）大型电动机变频装置，特别是高压变频装置向电网注入谐波分量应按国家《电能质量公用电网谐波》管理标准GB/T14549-93严格执行，特殊情况还需另行提成要求。在选用时应选择相关附件，并对生产厂提出具体要求。

（5）变频器选择时还要考虑变频器电缆的传输距离，大部分变频器传输距离都不超过200M，如果需要再长的话，需要增加出现电抗器、出现滤波器等其它以下附件来完成，在设计时就需要充分考虑。除这些变频器本身的措施外，还需要采取一些相应的措施提高设备的可靠性（例如提高变频器容量、提高馈线电缆截面、提高始端电压等措施）。

（6）由于变频器产生的高次谐波的影响，对补偿电容的影响较大，在选择电容器时需选择带电抗器的电容器，最好选择带消谐波装置的电容器组。以避免高次谐波损坏电容器或者用电设备。

（7）一些工艺过程控制的参数较多，需综合各种信息综合确定控制模型，变频装置应充分考虑与其他控制系统数据和信息通讯的能力，以便更好监测变频器的各种工况及更合理的控制，充分发挥各种装置在同一系统中综合应用的潜能，达到动态互补、经济运行的目的。

（8）变频器安装及接线中，应严格按照产品安装使用手册进行，各种辅助措施，如装置环境条件的保证，接地安全措施均应预留到位，否则会直接影响变频器的使用寿命和效率，还会造成对其它系统干扰现象。尤其对环境温度的要求，特别重要，变频器发热量较大，安装在柜内时要考虑散热的要求，必要时需增设通风设备，对大功率变频器应特殊考虑。

（9）针对高压变频器在选用时要考虑电压等级，尤其在选用进口高压变频调速装置时需注意，现在大多数进口高压变频调速装置均为6KV设备，而国内标准电压等级为10KV，在选择设备时需注意，国产变频调速装置大部分为10KV级，可放心选用；也可选择输入为10KV输出为6KV的进口变频调速装置，但在订购电动机时需选择6KV电动机。

（10）当变频器用于控制并联的几台电机时（一拖多），必须考虑变频器到电动机的电缆长度总和应在变频器允许范围之内，如果超过规定值，要放大一档或两档选择变频器。另外在此种情况下，变频器的控制方式只能是V/F控制方式，并且变频器无法保护电动机的电流、过载保护，此时需在每台电动机控制回路中加装相应的保护元件。

（11）对于一些特殊的应用场合，如高温、高海拔、高开关频率等环境，会引起变频器的降容，在选择变频器时需放大一档选择。

（12）在选择变频器时，一定要注意其防护等级是否与现场情况相匹配。否则现场的灰尘、腐蚀性气体等会影响变频器的长久运行；另外在驱动防爆电动机时，一般变频器均没有防爆结构，应将变频器设置在危险场所之外。

实践证明采用变频调速技术，不仅节约能源，而且对于提高整个系统的自动化水平，减轻工人的劳动强度，降低维修费用，延长设备使用寿命和检修周期，减轻电动机频繁起动对电网的冲击等各个方面，都有显著效果。在电气设计中应大力推广应用。由于变频器生产厂较多，各家性能均有所不同，在实际选用时还需根据不同厂家变频器的性能合理选用。