1．故障現象

    某供水單位使用艾默生TD2000-4T0300P (30kW)變頻器拖動水泵負載，如圖7.16所示，使用過程中變頻器經常報E013故障，檢查故障電流記錄為58A，變頻器額定電流為60A，經查說明書：風機、水泵變頻器過載能力110%額定電流1min，是否與上述現象發(fā)生沖突？

    圖7.16    水泵變頻控制

    2．分析處理

    經現場了解和查看，發(fā)現水泵負載長期工作在48Hz，電流長期在58A左右，出現E013故障的原因為變頻器帶負載能力不夠，需要更換更高一級的變頻器，即TD2000-4T0370P或EV2000-4T0370P (37kW)。

    變頻器運行過程輸出電流不小于變頻器額定電流，但達不到變頻器過流點，在運行一段時問后產生過載保護，變頻器過載保護按反時限曲線不同分為G型和P型。反時限曲線i²t即指動作時限與通入電流大小的平方成反比，通入電流越大，則動作時限越短，該曲線在出廠時由機型參數唯一確定，用戶不能更改。

    本例機型分為P型機，其P型反時限曲線（圖7.17）說明當變頻器輸出電流達到95%持續(xù)時間達到1h則報E013故障，當變頻器輸出電流達到110%持續(xù)時間達到1min也同時報E013故障。

    本案例可以選擇高一擋的EV2000-4T0370P變頻器，在更換完變頻器之后，還必須設置以下參數。

    圖7.17    P型機反時限陸線

    F0.08：變頻器機型選擇為P型。

    0：G型（恒轉矩負載機型）；1：P型（風機、水泵類負載機型）。

    由于變頻器出廠參數設置為G型，本案例中選擇P型機，需要將F0.08功能碼設置為1。

    FH.00～FH.02：電機參數按照實際情況進行設定。

    為了保證控制水泵的性能，務必按照電機的銘牌參數正確設置電機極數、額定功率和額定電流。

    3．總結歸納

    很多品牌的變頻器在45kW及以下機型都采用G/P合一方式，即用于恒轉矩負載G型適配電機功率比用于風機、水泵類負載P型時小一擋。G/P合一方式是考慮到風機、泵類負載基本不過載的實際情況，但是由于G/P合一的變頻器本質上并沒有擴大容量，只是變頻器的軟件發(fā)生變化，實際上就是反時限i²t曲線發(fā)生了變化，但使用中往往容易遭到誤解，尤其是當用戶的工藝過程發(fā)生變化，比如水泵流量增加、濃度增大、風量增大等，電機的實際電流往往會上升，從而導致變頻器過載保護。

    本案例也說明了電機與變頻器的選型關系。

    電機選型首先應該根據負載運動時所需要的平均功率、最高功率，折算到電機軸側（可能有減速機、帶輪等減速裝置）選擇電機的功率，同時也要考慮電機的過載能力。電機廠商可以提供電機的力矩特性曲線，不同溫度下電機特性會發(fā)生變化。順便說一下，選型的順序當然是先選電機再根據電機選擇變頻器，因為控制的最終目的不是變頻器也不是電機，而是機械負載。

    而變頻器的選型第一應該強調的是根據電流選型。對于一般負載，可以根據電機的額定電流選擇變頻器，即變頻器額定電流（即常規(guī)環(huán)境下的最大持續(xù)工作電流）大于電機額定電流即可。但是必須要考慮極限狀況的出現。因此變頻器還需要可以提供短時間的過載電流（注意：電機的電流是由機械負載決定的）。

    變頻器有一條過載電流曲線，是一條反時限曲線，描述了過載電流和時間的關系。這就是變頻器說明書上經常說到的過載能力可以達到150%額定電流2s、180%額定電流2s等，實際上是一條曲線。因此，只要電機的電流曲線在變頻器的過載電流曲線之內，就是正確的選型。這就是為什么有時候變頻器功率要大于電機功率1擋或2擋（比如起重應用），有時候小功率變頻器仍然可以驅動大功率電機（比如輸送帶）的原因。

    另一個必須注意的是，在非正常環(huán)境下，比如高海拔、高環(huán)境溫度(如50℃≤T≤60℃)、并排安裝方式（有些變頻器并排安裝不降容，有些要降容，根據變頻器設計決定）等情況下，要考慮變頻器的降容。因此，變頻器的額定功率可能大于電機功率，也可以小于電機功率，事實上變頻器的選型也是根據機械負載決定的。

    總之，變頻器選型的最終依據是變頻器的電流曲線，包括機械負載的電流曲線。