本视频的主要内容是与大家一起探讨——变频器是否一定能节能？

   变频器作为一项先进的技术，多年以来被广泛应用在人们生活的方方面面，但是对于使用变频器之后是否一定节能，每个人的感受大不相同！

要讨论这个问题，首先来看看三种典型的负载：

1.    风机泵类的负载，这个在生活中是非常常见的，像小区的供水，隧道的通风等，应用非常广泛；这类负载的特性是负载的阻转矩与转速的二次方成比例上升，是一个平方的抛物线曲线。所以我们称这类负载为平方转矩负载，也有叫二次方负载。

2.    恒转矩负载，它的阻转矩是恒定的，不随电机转速的变化而变化，典型的应用有：输送带、起重机、电梯、压缩机、螺杆泵。像起重机，它始终要克服重力提住重物，这个力是恒定的，不随速度的变化而变化。这类负载，它的功率与转速是成正比的。P=FV，力是恒定的，速度越来越大，功率自然就越来越大。

3.   恒功率负载，功率P=常量，与速度大小无关，典型的应用就是收卷、放卷。这个在纺织厂、造纸厂非常常见。

   除了这三种典型的负载类型，还有一些其它的负载类型，这里就先不做探讨；

   对于风机泵类的二次方负载，当电机转速为额定转速的80%的时候，负载所需功率只有额定功率的51%左右

   对于起重机类的恒转矩负载，当电机转速为额定转速的80%的时候，负载所需功率只有额定功率的80%左右

   对于恒功率负载，电机转速的变化不会影响负载所需功率。

   这里只是做了一个极简单的示例，忽略了很多其它因素，像惯量、传动效率，风机水泵中的扬程特性、管阻特性等等，实际的函数模型远比这复杂，所以视频里面列出的数据只是便于大家理解负载类型对节能的影响，并非实际应用中真实的节能数据。

不过还是可以通过视频中负载类型曲线看到，对于风机泵类负载，只要平均转速下降一点，负载功率就下降的很多，从而取得可观的节能效果。毫无疑问，在各类负载中，风机水泵类负载节能效果居于首位。当然了，并非所有的风机泵类负载使用变频都会节能，因为前面提到了，节能的前提是转速可以下降，像一些高楼供水中，因为需要较大的扬程，电机一般工作在较高的频率或者就是50HZ甚至超频运行，那这时候节能就很有限，但是如果是一些工厂的低层建筑等，转速调节的范围较大，基本功率所占比例较小，采用变频调速后的节能效果比较显著。

在一些变频器中，还有一些内置功能，能够实现节能：

变频器内置二次方模式、节能模式的电机控制类型、PID功能、休眠唤醒等等，这些都有利于变频器节能。

这些功能都是变频器的常见功能，施耐德变频器不仅仅拥有这些功能，其中御程系列变频器中还推出了一个特殊功能，叫STOP&GO，御程系列22KW以上内置这个功能，当电机停止运行的时候，变频器会关闭功率部分、风扇、背光来降低能耗，从而达到节能的目的。

本视频的主要内容是给大家介绍—变频器如何选型

  在介绍变频器如何选型之前，先来了解一下负载类型，因为不同的负载类型对变频器会有一些要求。

  首先是风机泵类的平方转矩负载，对于这类负载，考虑使用风机水泵专用的变频器，因为这类专用变频器一般内置二次方模式、节能模式的电机控制类型，这更加利于节能，并且这类变频器还内置一些风机泵类的特殊功能与保护，像施耐德御程系列的ATV600、ATV212系列等。

  对于恒转矩的负载，在低频的时候也需要提供恒转矩，所以这就要求变频器能够有优异的低频转矩输出特性，并且像起重机这样的负载，它还会要求变频器具有较高的瞬时过载能力、还要求变频器有制动单元可以连接制动电阻等等。

  对于这类恒功率的负载，可以看到，低频转矩是很大的，这同样要求变频器有优异的低频转矩输出特性，并且这类负载可能还会要求变频器有一些同步功能、张力控制等功能，还有一些场合中，可能同时是有电机在收卷，有电机在放卷，有的在电动状态，有的在发电状态，需要考虑变频器共直流母线或者能量回馈。

  还有一些时变力矩特性的负载，像离心类负载，它的低频阻转矩很大。

破碎机类负载，运行中瞬时冲击很大，对变频器过载能力有较高的要求。

柱塞泵类负载，它的力矩是震荡的；可以看到这类负载对变频器的低频转矩特性、过载特性都有要求。

  一些特殊的负载与场合，像深水泵，因为压强的原因，属于重载；泥沙泵，因为混杂着泥沙，密度变大，属于重载，类似的还有油泵等因为液体粘稠，也属于重载。还有一些快速变化的音乐喷泉，这个大家应该都见过，瞬间可能就有水柱的猛烈变化，这些负载对变频器的过载能力都有要求。还有高速电机的负载，因为高速电机的电抗小，导致变频器输出高次谐波的增加从而导致输出电流增大。因此对于高速电机的变频器选型，其容量要稍大于普通电机的选型，同时还要核对变频器输出频率能否满足最高转速要求；有些应用场合是高温、高海拔，这个需要考虑变频器的降容问题。高温很好理解，直接影响散热，高海拔地区，空气稀薄同样也影响散热。

  这里只是列了几种情况，实际还会有更多的因素。

  那我们选型的时候，大家一般是根据什么选的呢？

  按照功率选型，这个是最普遍的选型方式。

  因为大多数厂家根据机械的特性要求，首先是计算出电机的功率，这个时候电机和减速机还没有买，减速比还没有定。他可能需要先按照电机功率估选一个变频器的型号，用于预算参考。

  这种情况下，可能只知道负载类型（比如是个水泵，它是个平方转矩负载，没有过载要求）、电机的电压:3相400V，电机功率355KW。

对于：电机电流、电机转速、机械负载实际轴功率、谐波、电机电缆长度、环境条件等等，这些都是未知的。如果按照这些条件，选型是否满足要求，一般只需要比较功率，即变频器的功率大于电机功率即可，比如选择一款功率355KW的变频器，就可以满足要求了。不过这种选型毕竟是最粗略的，如果实际应用只考虑电机功率选型，很容易变频器选小。

  另外一种常见的选型，是按照电机电流选。

  这时候，知道负载类型，是水泵二次方类负载，没有过载要求，这时候电机型号可能确定了，知道了电机额定电压400V，额定功率355KW，额定电流610A，额定转速1490r/min。

对于：机械负载实际轴功率、谐波、电机电缆长度、环境条件等等，这些都是未知的

  可以看到，相比之前只按功率选，多了电机电流的数据，这时候核算变频器是否满足要求的时候，不仅仅需要比较功率，还需要比较变频器的额定电流，比如变频器额定电流是660A，比电机额定电流610A大，那这个选型应该是没什么问题的。

  个别场合因为工艺的变更，造成实际运行电流长期超过电机额定电流，造成变频器过载，这种情况不仅仅需要更换变频器，电机或减速机也需要更换。

根据电机功率或者电机电流选型是最常见的选型方式，相对而言，根据电机电流选型要稳妥一点，但是这些都还是没有考虑过载、实际轴功率、系统动态响应等等其它因素。

实际选型，我们建议要确定以下这些信息：

负载类型：知道了负载类型，我们就知道了它的转矩特性曲线，这时候就会考虑它是否有过载、制动、摩擦、机械效率、动态响应等要求或影响。

还要知道额定功率、额定电压、额定电流等要求，额定电压不能忽略，比如客户是3相220V的电机，不能给它配一个3相380V的变频器。

我们还要考虑是否有一些附加的要求，比如：特定功能要求（像抱闸功能、主从功能、负载平衡功能等等），通讯接口、IO接口、滤波器、电抗器等。

还有一些环境的影响，是否需要考虑降容，防护等级，尺寸等等。

施耐德御程系列产品目录中，列出了变频器额定电压380~480V

额定功率，其中每个型号还标注了轻载和重载的功率，变频器的额定电流，这里列出了变频器的最大连续输出电流和60s的瞬时过载能力。选型的时候，一定要确保最大连续输出电流和瞬时过载电流都能够满足负载的需要，否则变频器的功率就是偏小的。

这些就是变频器的选型要素。

西门子Sinamics V20变频器新增全新E尺寸模块，其最大功率为30kW;·  E尺寸模块具有重过载和轻过载的双重模式，可以实现小功率变频器驱动动大电机，有效降低采购成本;·  E尺寸模块适用于风机、水泵、压缩机、输送设备、搅拌机、石材切割等大功率的应用场合。

西门子在“2014中国国际工业博览会”现场发布了Sinamics V20变频器全新E尺寸模块。该模块的最大功率可达30kW，适用于风机、水泵、压缩机、输送设备、搅拌机、石材切割等大功率应用场合，并具有重过载和轻过载的双重模式，可以实现小功率变频器驱动大电机，有效降低客户的采购成本。Sinamics V20变频器是西门子于2012年推出的一款适合基本应用的变频器，由西门子中、德、英三国工程师共同设计研发，并在西门子数控（南京）有限公司生产。凭借调试过程快捷、易于操作、稳定可靠及经济高效等优势，面市两年间，Sinamics V20变频器已经成为风机水泵、物料输送类及加工类设备等行业客户对驱动产品的首选，可以为他们提供简易、经济的驱动解决方案。此前，Sinamics V20变频器有4种外形尺寸可供选择，最大功率为15kW。E尺寸模块的推出使Sinamics V20变频器适用的最高功率提升到30kW。该模块继承Sinamics V20变频器可靠性高、故障率低等特点，结构设计更优化，且发布前在全球多个国家进行应用测试，并得到了一致认可。  “E尺寸模块的推出拓展了西门子Sinamics V20变频器的适用范围，为有大功率需求的客户提供了又一个高性价比的选择。”西门子（中国）有限公司数字化工厂集团运动控制部总经理夏伟中说，“同时这也是西门子运动控制业务在本土化研发、生产方面的又一个成功尝试。西门子将会持续以市场为导向，推出能更好满足客户需求的产品。”与此同时，西门子根据全球几十个国家和地区客户需求的调研结果，对所有Sinamics V20变频器的软件功能进行了全面的升级。增加了故障数据记录功能，使客户在处理故障报警的时候追踪到故障发生时刻的内部信息，更加清楚故障发生的原因，能够有的放矢地解决技术问题，减少故障处理时间。在新的软件版本中，调试工程师无需做记录，也可以方便地查看自己修改的参数，调试变得更加简单顺手。这些改进使Sinamics V20家族能更好地满足客户的需求。

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