1 引言

　　隨著電力電子學、微電子學、計算機技術和控制理論的迅速發展，交流傳動系統，在寬調速、高精度、快速響應和四象限運行等性能方面也達到了與直流調速相媲美的效果。尤其是以變頻器為核心的變頻調速因其優異的調速性能而被公認為最有發展前途的調速方式。目前，變頻器已邁進了高性能、多功能、小型化和廉價化階段。為便于變頻器的合理使用，本文將對變頻器容量選擇過程作簡略探討。

2 變頻器容量的選擇

　　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。

　　2.1 變頻器容量選擇的三步驟

　　（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。

　　2.2 基于不同電動機負載電流下的變頻器容量選擇

　　（1）變頻器的容量有三種表示方法

　　一般地說，變頻器的容量有三種表示方法：

　　額定電流；

　　適配電動機的額定功率；

　　額定視在功率。

#p#分頁標題#e#　　（2）變頻器的過載能力

　　不管是哪一種表示方法，歸根到底還是對變頻器額定電流的選擇，應結合實際情況根據電動機有可能向變頻器吸收的電流來決定。通常變頻器的過載能力有兩種：

　　1.2倍的額定電流，可持續1min；

　　1.5倍的額定電流，可持續1min。

　　而且變頻器的允許電流與過程時間呈反時限的關系。如1.2（1.5）倍的額定電流可持續1min；而1.8（2.0）倍的額定電流，可持續0.5min。這就意味著：不論任何時候向電動機提供在允許過載電流的持續時間都必須在限定的范圍內；過載能力這個指標，對電動機來說，只有在起動（加速）過程中才有意義，在運行過程中，實際上等同于不允許過載。

3 如何根據電動機負載電流來選擇變頻器的容量

　　3.1 一臺變頻器只供一臺電動機使用（即一拖一）

　　在計算出負載電流后，還應考慮三個方面的因素：一是用變頻器供電時，電動機電流的脈動相對工頻供電時要大些；二是電動機的起動要求，即是由低頻、低壓起動，還是額定電壓、額定頻率下直接起動；三是變頻器使用說明書中的相關數據是用該公司的標準電機測試出來的。要注意按常規設計生產的電機在性能上可能有一定差異，故計算變頻器的容量時要留適當余量。

　　（1）恒定負載連續運行時變頻器容量的計算

　　由低頻、低壓起動，變頻器用來完成變頻調速時，要求變頻器的額定電流稍大于電動機的額定電流即可：

　　ifn≥1.1imn

　　式中：ifn—變頻器額定電流；

　　imn—電動機額定電流。

　　額定電壓、額定頻率直接起動時，對三相電動機而言，由電動機的額定數據可知，起動電流是額定電流的5～7倍。因而得用下式來計算變頻器的頻定電流ifn。

　　ifn≥imst/kfg

#p#分頁標題#e#　　式中：imst—電動機在額定電壓，額定頻率時的起動電流；

　　kfg—變頻器的過載倍數。

　　（2）周期性變化負載連續運行時變頻器容量的計算

　　很多情況下電動機的負載具有周期性變化的特點。顯然，在此情況下，按最小負載選擇變頻器的容量，將出現過載，而按最大負載選擇，將是不經濟的。由此推知，變頻器的容量可在最大負載與最小負載之間適當選擇，以便變頻器得到充分利用而又不到過載。

　　首先作出電動機負載電流圖n=φ（t）及i=f（t），然后求出平均負載電流iav再預選變頻器的容量，關于iav的計算采用如下公式：

　　iav=（i1t1+i2t2+…+ijtj+…）&pide;（t1+t2+…+tj+…）

　　考慮到過渡過程中，電動機從變頻器吸收的電流要比穩定運行時大，而上述iav沒有反映過渡過程中的情況。因此，變頻器的容量按ifn≥（1.1～1.2）iav修正后預選（式中，ij為第j段運行狀態下的平均電流，tj為第j段運行狀態下對應的時間），同時若過渡過程在整個工作過程中占較大比重，則系數（1.1～1.2）選偏大的值。

　　（3）非周期性變化負載連續運行時變頻器容量的計算

　　這種情形一般難以作出負載電流圖，可按電動機在輸出最大轉矩時的電流計算變頻器的額定電流，可用下式確定：

　　ifn≥im（max）/kfg

　　式中：im（max）為電動機在輸出最大轉矩時的電流。

    3.2 一臺變頻器同時供多臺電動機使用（即一拖多）

　　除了要考慮一拖一的幾種情形外，還可以根據以下情況區別對待。

　　（1）各臺電動機均由低頻低壓起動，在正常運行后不要求其中某臺因故障停機的電動機重新直接起動，這時變頻器容量為：

　　ifn≥im（max）+σimn

#p#分頁標題#e#　　式中：σimn為其余各臺電動機的額定電流之和；

　　im（max）為最大電動機的起動電流。

　　（2）一部分電動機直接起動，另一部分電動機由低頻、低壓起動。除了使電動機運行的總電流不超過變頻器的額定輸出電流之外，還要考慮所有直接起動電動機的起動電流，即：

　　ifn≥（σimst’+σimn’）/ kfg

　　式中：σimst’為所有直接起動電動機在額定電壓，額定頻率下的起動電流總和；

　　σimn’為全部電動機額定電流的總和。

　　上述是變頻器容量選擇的一般原則和步驟。生產實際中，還需要針對具體生產機械的特殊要求，靈活處理，很多情況下，也可根據經驗或供應商提供的建議，采用一些比較實用的方法。

4 變頻器起動加速能力的校驗

　　在電動機起動（加速）的過程中電動機不僅要負擔穩速運行的負載轉矩，還要負擔加速轉矩，如果生產機械對起動（加速）時間無特殊要求，可適當延長起動（加速）時間來避讓峰值電流。若生產機械對起動（加速）時間有一定要求，就要慎重考慮。

　　如前所述，變頻器的允許電流與過程時間呈反時限關系。如果電動機起動（加速）時，其電流小于變頻器的過載能力，則預選容量通過，如果電動機起動（加速）時，其電流已達到變頻器的過載能力，而要求的加速時間又與變頻器過載能力規定的時限發生沖突，這時，變頻器的容量應在預選容量的基礎上增容。

5 結束語

　　本文結合實際中可能遇到的幾種情況，總結了在不同電動機負載電流下變頻器容量的選擇方法，從而為變頻器容量的合理選擇提供了一些有益的參考。