为什么使用一个变频器控制多个电机？

许多应用程序使用一个或多个电机以相同的速度并联运行。用变频器控制这些多个电机有很多优点，总结如下。

使用变频器控制多个电机的优点

• 省钱

• 降低机柜的尺寸、复杂性和设计成本

• 电机和驱动负驱动负载的占地面积

• 降低维护时间和成本

• 减少库存要求

• 减少控制系统的复杂性

编辑搜图多电机风扇系统

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由于大功率额定变频器的价格低于多个小功率变频器，因此可以节省资金。每个变频器都需要自己的电路保护，因此使用变频器也可以降低成本。

变频器的外壳可以更小，因为大变频器所需的机柜空间比多个小设备小，节省了空间和金钱。设计成本也会降低，因为设计一个外壳比多个小变频器更容易容纳一个相对较大的变频器。大变频器产生的热量也比多个小设备少，进一步简化了外壳设计，节约了能源。

在电机和连接的负载方面，通常可以减少占地面积。例如，与大风扇相比，多个小风扇可以放入狭窄的管道空间。

由于只需要维护一个变频器为只需要维护一个变频器，而不是多个较小的变频器，这也会降低库存要求。每台电机都比较小，通常可以作为现成的标准产品。由于许多电机都是一样的，因此在发生故障时可以存储备件并快速更换。

整个控制系统也变得更加简单。许多变频器不需要连接到主控制器，通常是PLC，同步运行；只需要一个连接。PLC编程时，只需配置一个变频器速度控制电路，而不是多个。

一般来说，上述使用变频器是合理的。在这种情况下，应用程序可以从以可控速度运行电机的所有优点中受益，包括降低能源成本、延长电机寿命和更好的运行性能。

然而，即使考虑到这些好处，大多数多个电机的变频器都安装在每个电机上。为什么？

使用一个变频器控制多个电机缺点

• 所有电机必须以同样的速度运行

• 变频器必须设计为单点故障

• 所有电机同时启动

应用变频器控制多个电机时，必须满足多个条件。

1.每台电机必须有相同的运行速度。

2.从变频器运行多个电机会产生单点故障。如果变频器出现故障，所有连接的电机都不能使用。各种变频器旁路方案都可以用来克服这一限制，但它们都增加了系统的成本和复杂性。变频器虽然成为单点故障，但在许多应用中，使用多个变频器实际上可以提高电机和连接负载的可靠性。因为现在有很多小电机，而不是大电机。如果电机出现故障，通常可以用其他电机继续运行。在这种情况下，其他电机以变频器控制的速度运行，功率降低，但通常可以运行整个系统。

3.操作电机时必须注意。为了尽量减少变频器的数量，所有电机都需要同时启动。变频器将所有电机提高到可控速度，以尽量减少每个电机启动时所需的浪涌电流。如果电机不能同时启动，则变频器必须增加功率。

符合上述三个具体条件的应用类型是什么？

使用双风扇或泵是一个不错的选择。两台设备的速度相同，而不是相互竞争或超过设计负荷。空气处理系统、排气/送风机、补风装置、回收轮和风扇阵列也是变频器控制多台电机的良好装置。

一旦确定应用程序属于所需的具体条件，下一步是详细设计，必须注意变频器及相关部件的正确应用。

设计变频器来控制多个电机的细节

变频器的功率必须根据连接的电机来确定。第一步是增加连接电机的总功率或满载电流。在这两者中，电流是一个更好的参数，但有时不能使用。一旦计算了总和，就可以根据总功率或电流选择变频器。变频器的功率应等于或大于总和。

正常使用正确的电机类型，正常的变频器操作将所有连接的电机保持恒定的速度。随着负载的变化，标准感应电机通常会波动线路频率，因此速度不会同步。解决方案是使用三相和变频同步感应电机，以确保电机速度与线路频率同步。

与连接到变频器的单个电机不同，每个电机都有过载和短路保护。具有正确功能的变频器在控制单个电机时，通常可以为电机提供短路和过载保护，如果情况合适，也可以感知过电流。在控制多个电机时，变频器根据需要在额定电流范围内输出多少电流，感知其总连接负载。变频器无法感知哪台电机消耗高电流，因此无法为每台电机提供适当的过载和过流保护。

例如，一个50A四个10的变频器控制A电机总连接负载40A，如图1所示。如果其中一台电机过载并消耗15个安培，而另外三台电机继续正常运行，则很难配备变频器保护电路来感知过载。这就是为什么每个单独的电机都必须有自己的短路和过载保护。

编辑搜图图一

过载保护的设计是，如果电机的电流超过正常值，但时间低于8倍，则断开单个电机与变频器的连接。这保护了电机和电机导体免受过度加热。最常见的电机过载保护技术类型是热保护继电器。

短路保护是短路和接地故障的8倍。这些类型的条件可能非常具有破坏性，因此电机的连接必须在几分钟内断开。短路保护装置的两种主要类型是保险丝和断路器。

使用单个电机进行保护，只有故障电机断开，其余电机继续运行。这在应用程序中是必要的，因为它不能在维修或更换单个电机时停止整个系统。

如上所述，控制多个电机的一个缺点是变频器成为整个系统的单点故障。这一缺点可以通过使用旁路电路来消除，如图2所示。

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有了这三个接触器的旁路布置，如果变频器出现故障，电机仍然可以运行。仅在额定速度下，而不是在变频器控制的速度下。变频器上下接触器打开，旁路接触器打开。这绕过了变频器，将所有电机直接连接到线路电源上。

工程师和公司一直在寻找优化变频器、电机和连接负载系统性能和设计的简单创意方法。由于能节省资金，减少占地面积，简化维护，因此采用变频器控制多台电机。多电机配置在许多不同的应用中是合理的，从简单地使用变频器控制补风装置上的两台电机两台电机到14台大型电机阵列。

变频器控制多个不同启动顺序电机的功率选择

当一个变频器用来控制多个不同启动顺序的电机时，变频器的功率和选择变得更加复杂，除非所有的电机都同时启动。将每台电机的功率相加以获得总的负载，并相应地选择变频器，根据操作条件，这可能是不够的。

当一个或多个电机已经运行时，除非所选的驱动器足够大，否则无法启动其中一个电机。下面的例子显示了三个380VAC电机连接到变频器。

两台电机额定电流5A。第三台电机的额定功率为10A。若所有电机均加速、减速、同步运行，连接电机总电流为20A变频器。但如有必要加速和运行5A然后启动10个电机A对于电机，必须重新计算总电流。

两个5A电机可以加，但是10A必须考虑电机启动时的电流，通常是额定电流的6-7倍。它将变频器视为固定电压/频率的线路启动器，需要所有额定电流快速加速变频器的输出频率。

因此，当10A变频器启动时，变频器上的电流将是两个5A，加上10A电机的启动电流是60A。因此，变频器选型的总安培数为5A 5A 60A(启动电流 )= 70A。这种安培负荷需要增加到400KW最小连续输出额定值为80安培，变频器功率增加两倍。

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