變頻器容量如何選擇？選擇的步驟有哪些？

變頻器容量的選擇是一個重要且復雜的問題，要考慮變頻器容量與電動機容量的匹配，容量偏小會影響電動機有效力矩的輸出，影響系統的正常運行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會增大，也增加了設備投資。

變頻器容量選擇的原則

變頻器容量選擇的基本原則如下。

1、匹配原則

變頻器的選擇應與負載匹配。表現如下。

（1）功率匹配：變頻器額定功率與負載額定功率相符；需注意，電動機的負載不同其功率要求也不同。例如，相同功率的電動機，因負載性質不同所需的變頻器的容量也不相同。其中平方轉矩負載（風機）所需的變頻器容量較恒轉矩負載所需的變頻器容量要低。通常，變頻器產品說明書直接給出適合驅動電動機的額定功率或其視在功率，因此，對風機、泵類等平方轉矩負載，可按電動機功率選擇相應變頻器。

（2）電壓匹配：變頻器額定電壓與負載額定電壓相符。

（3）電流匹配：普通離心泵，選用變頻器額定電流與電動機額定電流相符；特殊負載，例如，深水泵，需考慮電動機性能參數，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。

（4）轉矩匹配：在恒轉矩負載時或有減速裝置時要考慮。

2、經濟性原則

應進行技術分析和經濟分析，選用滿足應用要求并具有較高性能價格比的控制方案。

3、具體情況具體分析原則

對不同應用情況應具體分析，并確定變頻器容量。

（1）按變頻器產品說明書配用電動機容量的選擇：下列情況可按變頻器產品說明書配用電動機容量來選擇變頻器容量。

（2）選用變頻器容量時需要根據說明書容量選高一擋或二擋：下列情況需要選高一擋或二擋。

（3）采用變頻器額定功率作為變頻器容量指標來選用變頻器時，由于沒有考慮電動機極數與電動機額定電流的影響，因此，根據變頻器額定功率選用變頻器時，可能使所選變頻器不能滿足電動機額定電流要求。

（4）采用電動機額定電流作為變頻器容量選用變頻器時，由于沒有考慮電動機容量選擇時，通常有一定的余量，尤其是變頻器改造項目，因電動機選用時的余量一般在40%～50%，因此，根據電動機的額定電流選用變頻器容量時可能出現變頻器余量過大的現象，使變頻器在低負載下運行，造成資源浪費。

此外，電動機最大運行電流影響電動機的發熱和溫升，對短時超載，一般變頻器有150%、1min的過載能力，因此，對負載波動較大的應用場合，選用變頻器時應了解電動機的最大運行電流和超載時間，使變頻器在最大運行電流時，仍不超過其額定電流，或超載時間小于1min時的過載電流小于150%額定電流等。

（5）變頻器與電動機的合適匹配指電動機的額定電流（或最大運行電流）應小于同等功率下變頻器的額定電流。例如，從表可知，原有8極18. 5kW電動機，選用同功率變頻器，因考慮負載波動較大，所以，選ABB公司的ACS800系列產品。

（6）選用變頻器容量減小時，要注意電動機啟動電流和加速電流的沖擊。為此，可考慮在變頻器和電動機之間增設輸出電抗器，對沖擊電流、加速電流進行濾波平滑，降低沖擊電流、加速電流的沖擊影響；在滿足生產過程加速和減速的前提下，將加速和減速時間設置長些；啟動時U/f的預置值設置得小些。

變頻器容量的選擇步驟（方法）

1、變頻器容量選擇的步驟

（1）了解負載性質和變化規律，計算出負載電流的大小或作出負載電流圖I=f（t）；

（2）預選變頻器容量；

（3）校驗預選變頻器，必要時進行過載能力和起動能力的校驗。若都通過，則預選的變頻器容量便選定了；否則從（2）開始重新進行，直到通過為止。

在滿足生產機械要求的前提下，變頻器容量越小越經濟。

2、變頻器容量的選擇方法

變頻器的容量選擇在實際操作中存在很多誤區，這里給出了3種基本的容量選擇方法，它們之間互為補充。

（1）從電流的角度

大多數變頻器容量可從3個角度表述：額定電流、可用電動機功率和額定容量。其中后兩項，變頻器生產廠家由本國或本公司生產的標準電動機給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達變頻器的能力。

選擇變頻器時，只有變頻器的額定電流是一個反映半導體變頻裝置負載能力的關鍵量。負載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。需要著重指出的是，確定變頻器容量前應仔細了解設備的工藝情況及電動機參數，如潛水電泵、繞線轉子電動機的額定電流要大于普通籠型異步電動機額定電流，冶金工業常用的輥道用電動機不僅額定電流大很多，同時它允許短時處于堵轉工作狀態，且輥道傳動大多是多電動機傳動，應保證在無故障狀態下負載總電流均不允許超過變頻器的額定電流。

（2）從效率的角度

系統效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積，只有兩者都處在較高的效率下工作時，系統效率才較高。從效率角度出發，在選用變頻器功率時，要注意以下幾點：

1）變頻器功率值與電動機功率值相當時最合適，以利變頻器在高的效率值下運轉；

2）在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時，則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率，但應略大于電動機的功率；

3）當電動機屬頻繁啟動、制動工作或處于重載啟動且較頻繁工作時，可選取大一級的變頻器，以利于變頻器長期、安全地運行；

4）經測試，電動機實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作；

5）當變頻器與電動機功率不相同時，則必須相應調整節能程序的設置，以利達到較高的節能效果。

（3）從計算功率的角度

對于連續運轉的變頻器必須同時滿足以下3個計算公式。

1）滿足負載輸出：PCN≥PM/η。

2）滿足電動機容量：PCN≥√3kUeIe&TImes;10-3。

3）滿足電動機電流：ICN≥kIe。

式中，PCN為變頻器容量（單位為kVA）；PM為負載要求的電動機軸輸出功率（單位為kW）；Ue為電動機額定電壓（單位為V）；Ie為電動機額定電流（單位為A）；η為電動機效率（通常約為0. 85）；cosφ為電動機功率因數（通常約為0.75），k是電流波形補償系數（由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，還含有高次諧波的成分，其電流應有所增加，通常k為1. 05～1. 1）。