
三相逆变电源容量计算,要先按负载的实际运行工况列清楚设备功率。把每台设备的功率与对应负载系数相乘,再除以逆变器效率和功率因数,结果就是该工况下的最低容量。三相逆变电源选型套用公式为:
S = k×∑(Pi × Ci) / (η × cosφ)
式中,S是三相逆变器容量,kVA;k是设备功率储备容量系数,工程上按1.1到1.2取;Pi是负载额定功率,单位kW;Ci是负载启动冲击系数,由负载启动方式决定;η是逆变器效率;cosφ是负载总功率因数。三相逆变器输出端电压通常为380V或400V。输出电流I与容量S之间的关系是I= S / (√3 × U)。当S等于100kVA,U等于380V时,电流I=100000 /(1.732×380)=151.96A。这一个电流值直接对应断路器额定电流和电缆截面积。
负载系数Ci不能按所有负载的额定功率统一计算。下表按负载类型给出Ci取值。
| 负载类型 | Ci取值范围 | 负载实例 |
|---|---|---|
| 纯阻性负载 | 1.0~1.1 | 电加热器、电炉、白炽灯 |
| 电机直接启动 | 5.0~6.0 | 油泵、传送带、空压机 |
| 电机星三角启动 | 2.0~3.0 | 大型轻载电机 |
| 电机软启动 | 1.5~2.0 | 风机、水泵 |
| 电机<変速启动 | 1.0~1.5 | 变频驱动的电机 |
| 整流滤波负载 | 1.8~2.5 | 开关电源、变频器输入级 |
上表内的数值按负载功率倍数。也就是说,一台6kW的电机直接启动,在启动瞬间可以按6kW乘以5.0或6.0来计入。启动时间一般在1到2秒内,变频器容量计算必须按这个最大的瞬时值来计算,而不能按电机正常运行功率计算。
三相负载不一样的,功率因数也不一样的。逆变器效率η由设备说明书在不一样的载波比下给出。下表列出常见负载下功率因数和效率参考数值。
| 负载类型 | cosφ 功率因数 | η参考值 |
|---|---|---|
| 电阻加热 | 1.00 | 0.95 |
| 三相异步电机[1] | 0.80~0.85 | 0.90 |
| 变频驱动 | 0.85~0.95 | 0.92 |
| LED照明 | 0.90~0.98 | 0.90 |
山东合运电气有限公司的三相逆变电源产品,在面板和手册中直接提供对应容量的效率值。容量等级从10kVA、15kVA、20kVA、30kVA、50kVA、75kVA、100kVA、150kVA、200kVA等规格。计算获得的容量处于两级之间时,取上一级相邻容量的三相逆变器。
装机示例:一台6kW三相电机需要直接起动vv,另一台3kW电加热器稳定负载。电机Ci取6.0,加热器Ci取1.0,逆变器η取0.9,cosφ取0.85,k取1.15。按公式计算得到:S = 1.15×(6×6+3×1.0) / (0.9×0.85) = 1.15×39 / 0.765 = 58.63kVA。两级容量对应选择到75kVA。6kW电机改为软启动后,Ci取1.8,则S等于1.15×(6×1.8+3×1.0)/(0.9×0.85) = 1.15×13.8/0.765 = 20.73kVA,对应容量等级取30kVA。
如果三相负载中有单相设备,负载必须均匀分配。容量为S的三相逆变器,每相最大容量约为S/3。单相设备集中到某一相时,会形成单相过载。三相不平衡后,电流谐波也会变大。工程中控制相间差异在10%以下,一旦差异超过这个值,逆变容量应当按照最大负载所在相容量进行放大处理。
环境温度与海拔高度同样会降低输出容量。三相逆变器在环境温度高于40℃后,内部功率器件损耗增加,容量需要减小。使用海拔超过1000m时,散热能力下降,按海拔每增高的程度对应降低额定功率。山东合运电气有限公司提供的升败和海拔降额倍数表可直接套用,最终选择的三相逆变器容量应保证校正后的值仍然大于计算值。
线路长度也逆变器实际输出。电缆长度超过100m时,线缆产生的电压降需要计入。线缆阻抗、线路两端允许电压偏差,额定压降多个切换比例放到公式分母中。这种做法接近现场实际。三相逆变器计算最后要对照功率、温度和线路三个,用厂家规格表完成容量定型。

参考文献
- 异步电机 — 来源:百度百科
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