變頻器容量的選擇是一個(gè)重要且復(fù)雜的問(wèn)題，要考慮變頻器容量與電動(dòng)機(jī)容量的匹配，容量偏小會(huì)影響電動(dòng)機(jī)有效力矩的輸出，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會(huì)增大，也增加了設(shè)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(yīng)與負(fù)載匹配。表現(xiàn)如下。

　?。?）功率匹配：變頻器額定功率與負(fù)載額定功率相符；需注意，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不同其功率要求也不同。例如，相同功率的電動(dòng)機(jī)，因負(fù)載性質(zhì)不同所需的變頻器的容量也不相同。其中平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載（風(fēng)機(jī)）所需的變頻器容量較恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載所需的變頻器容量要低。通常，變頻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)直接給出適合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定功率或其視在功率，因此，對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類等平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，可按電動(dòng)機(jī)功率選擇相應(yīng)變頻器。

　　（2）電壓匹配：變頻器額定電壓與負(fù)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(dòng)機(jī)額定電流相符；特殊負(fù)載，例如，深水泵，需考慮電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。

　?。?）轉(zhuǎn)矩匹配：在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)或有減速裝置時(shí)要考慮。

　　2、經(jīng)濟(jì)性原則

　　應(yīng)進(jìn)行技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)分析，選用滿足應(yīng)用要求并具有較高性能價(jià)格比的控制方案。

　　3、具體情況具體分析原則

　　對(duì)不同應(yīng)用情況應(yīng)具體分析，并確定變頻器容量。

　?。?）按變頻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)配用電動(dòng)機(jī)容量的選擇：下列情況可按變頻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)配用電動(dòng)機(jī)容量來(lái)選擇變頻器容量。

　　（2）選用變頻器容量時(shí)需要根據(jù)說(shuō)明書(shū)容量選高一擋或二擋：下列情況需要選高一擋或二擋。

　?。?）采用變頻器額定功率作為變頻器容量指標(biāo)來(lái)選用變頻器時(shí)，由于沒(méi)有考慮電動(dòng)機(jī)極數(shù)與電動(dòng)機(jī)額定電流的影響，因此，根據(jù)變頻器額定功率選用變頻器時(shí)，可能使所選變頻器不能滿足電動(dòng)機(jī)額定電流要求。

　　（4）采用電動(dòng)機(jī)額定電流作為變頻器容量選用變頻器時(shí)，由于沒(méi)有考慮電動(dòng)機(jī)容量選擇時(shí)，通常有一定的余量，尤其是變頻器改造項(xiàng)目，因電動(dòng)機(jī)選用時(shí)的余量一般在40%～50%，因此，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流選用變頻器容量時(shí)可能出現(xiàn)變頻器余量過(guò)大的現(xiàn)象，使變頻器在低負(fù)載下運(yùn)行，造成資源浪費(fèi)。

　　此外，電動(dòng)機(jī)最大運(yùn)行電流影響電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和溫升，對(duì)短時(shí)超載，一般變頻器有150%、1min的過(guò)載能力，因此，對(duì)負(fù)載波動(dòng)較大的應(yīng)用場(chǎng)合，選用變頻器時(shí)應(yīng)了解電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流和超載時(shí)間，使變頻器在最大運(yùn)行電流時(shí)，仍不超過(guò)其額定電流，或超載時(shí)間小于1min時(shí)的過(guò)載電流小于150%額定電流等。

　　（5）變頻器與電動(dòng)機(jī)的合適匹配指電動(dòng)機(jī)的額定電流（或最大運(yùn)行電流）應(yīng)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(dòng)機(jī)，選用同功率變頻器，因考慮負(fù)載波動(dòng)較大，所以，選ABB公司的ACS800系列產(chǎn)品。

　?。?）選用變頻器容量減小時(shí)，要注意電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流和加速電流的沖擊。為此，可考慮在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間增設(shè)輸出電抗器，對(duì)沖擊電流、加速電流進(jìn)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(chǎn)過(guò)程加速和減速的前提下，將加速和減速時(shí)間設(shè)置長(zhǎng)些；啟動(dòng)時(shí)U/f的預(yù)置值設(shè)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(fù)載性質(zhì)和變化規(guī)律，計(jì)算出負(fù)載電流的大小或作出負(fù)載電流圖I=f（t）；

　　（2）預(yù)選變頻器容量；

　?。?）校驗(yàn)預(yù)選變頻器，必要時(shí)進(jìn)行過(guò)載能力和起動(dòng)能力的校驗(yàn)。若都通過(guò)，則預(yù)選的變頻器容量便選定了；否則從（2）開(kāi)始重新進(jìn)行，直到通過(guò)為止。

　　在滿足生產(chǎn)機(jī)械要求的前提下，變頻器容量越小越經(jīng)濟(jì)。

　　2、變頻器容量的選擇方法

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

　　（1）從電流的角度

　　大多數(shù)變頻器容量可從3個(gè)角度表述：額定電流、可用電動(dòng)機(jī)功率和額定容量。其中后兩項(xiàng)，變頻器生產(chǎn)廠家由本國(guó)或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。

　　選擇變頻器時(shí)，只有變頻器的額定電流是一個(gè)反映半導(dǎo)體變頻裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。負(fù)載電流不超過(guò)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(yīng)仔細(xì)了解設(shè)備的工藝情況及電動(dòng)機(jī)參數(shù)，如潛水電泵、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的額定電流要大于普通籠型異步電動(dòng)機(jī)額定電流，冶金工業(yè)常用的輥道用電動(dòng)機(jī)不僅額定電流大很多，同時(shí)它允許短時(shí)處于堵轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，且輥道傳動(dòng)大多是多電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，應(yīng)保證在無(wú)故障狀態(tài)下負(fù)載總電流均不允許超過(guò)變頻器的額定電流。

　?。?）從效率的角度

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

　　1）變頻器功率值與電動(dòng)機(jī)功率值相當(dāng)時(shí)最合適，以利變頻器在高的效率值下運(yùn)轉(zhuǎn)；

　　2）在變頻器的功率分級(jí)與電動(dòng)機(jī)功率分級(jí)不相同時(shí)，則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機(jī)的功率，但應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)的功率；

　　3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)屬頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)工作或處于重載啟動(dòng)且較頻繁工作時(shí)，可選取大一級(jí)的變頻器，以利于變頻器長(zhǎng)期、安全地運(yùn)行；

　　4）經(jīng)測(cè)試，電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率確實(shí)有富余，可以考慮選用功率小于電動(dòng)機(jī)功率的變頻器，但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作；

　　5）當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí)，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置，以利達(dá)到較高的節(jié)能效果。

　　變頻器負(fù)載率b與效率η的關(guān)系曲線見(jiàn)圖。

　　圖 負(fù)載率與效率的關(guān)系曲線

　　可見(jiàn)：當(dāng)β=50%時(shí)，η=94%；當(dāng)β=100%時(shí)，η=96%。雖然β增一倍，η變化僅2%，但對(duì)中、大功率如幾百千瓦至幾千千瓦電動(dòng)機(jī)而言亦是可觀的。系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積，只有兩者都處在較高的效率下工作時(shí)，系統(tǒng)效率才較高。

　?。?）從計(jì)算功率的角度

　　對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同時(shí)滿足以下3個(gè)計(jì)算公式。

　　1）滿足負(fù)載輸出：PCN≥PM/η。

　　2）滿足電動(dòng)機(jī)容量：PCN≥√3kUeIe×10-3。

　　3）滿足電動(dòng)機(jī)電流：ICN≥kIe。

　　式中，PCN為變頻器容量（單位為kVA）；PM為負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率（單位為kW）；Ue為電動(dòng)機(jī)額定電壓（單位為V）；Ie為電動(dòng)機(jī)額定電流（單位為A）；η為電動(dòng)機(jī)效率（通常約為0. 85）；cosφ為電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)（通常約為0.75），k是電流波形補(bǔ)償系數(shù)（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(yīng)有所增加，通常k為1. 05～1. 1）。