變頻器怎麼選?馬達容量、電源相數、控制方式一次搞懂
變頻器型號一長串,其實選型只有三個關鍵:現場電源長什麼樣、馬達多大、負載需要哪種控制。照順序走,大多數案子幾分鐘就能鎖定機種。以下用站上現售的士林、富士、台達三個品牌實際說明。
【第一步:確認電源相數與電壓】
台灣工業現場常見三種電源:單相220V(店面與小型設備)、三相220V(傳統廠房大宗)、三相380~440V(新廠房與較大容量設備)。變頻器的輸入規格必須跟現場電源一致,這一步對了才有後面。
各品牌都把電壓等級編進型號:士林的中段代碼021=單相220V、023=三相220V、043=三相440V;台達MS300/MH300的尾段11=單相115V、21=單相230V、23=三相230V、43=三相460V;富士以結尾區分,-2=三相200V級、-4=三相400V級、-7=單相200V級。
兩個常見疑問:一、單相輸入的變頻器輸出仍是三相,所以單相電源一樣能驅動三相馬達,這正是單相機種存在的意義。二、三相220V機種能不能接單相電源?士林原廠問答明確不建議,需要單相輸入就直接買單相系列。
【第二步:用馬達額定電流對機種】
電壓確定後,看馬達銘牌上的容量(kW/HP)與額定電流(A)。原則只有一條:變頻器的額定輸出電流要大於等於馬達額定電流。同樣的kW數,220V級的電流大約是440V級的兩倍,所以對照時務必看對電壓級。下表以士林SE3重載額定為例,其他品牌同容量的電流大同小異,正式選型以各系列型錄數字為準:
| 馬達容量 | 三相220V額定輸出電流 | 三相440V額定輸出電流 |
| 0.75kW(1HP) | 5A | 2.7A |
| 1.5kW(2HP) | 8A | 4.2A |
| 2.2kW(3HP) | 11A | 6A |
| 3.7kW(5HP) | 17.5A | 9A |
| 5.5kW(7.5HP) | 25A | 12A |
| 7.5kW(10HP) | 33A | 17A |
| 11kW(15HP) | 49A | 24A |
| 15kW(20HP) | 65A | 32A |
| 22kW(30HP) | — | 45A |
中大容量再看「輕載/重載雙額定」:士林SA3/SF3、富士Ace/MEGA同一機身都有輕載/重載兩組額定(台達C2000 Plus則是重載HD/超重載SHD雙額定)。重載額定過載能力150%持續60秒,給起重、押出、壓縮機這類吃重的負載;輕載額定過載120%持續60秒,風機水泵等變轉矩負載用輕載額定選,同一台機能帶大一號馬達,比較划算。
另外,一台變頻器帶多台馬達,士林原廠建議能免則免——變頻器分不出每台馬達各自的電流。真要並接:變頻器容量須大於全部馬達的總和、每台馬達獨立加熱動繼電器保護,且控制方式只能用V/F。
【第三步:V/F還是向量控制】
V/F控制依固定的電壓/頻率比例驅動馬達,參數少、穩定、允許多馬達並接,弱點是低速轉矩差,適合風機、水泵、輸送帶等一般負載。入門機種如士林SL3就是純V/F設計,靠自動轉矩提升在5Hz做出150%轉矩。
向量控制則即時運算馬達磁通與轉矩電流,低速照樣出大力。無感測向量(SVC)免裝編碼器,士林SE5在0.5Hz即可輸出200%啟動轉矩、調速範圍1:200;閉迴路向量(FOC+PG)加上編碼器回授,零速也有180%轉矩(SE3),調速範圍達1:1000,對應天車、工具機主軸、捲繞張力控制等嚴苛場合。
判斷方式很單純:定速、輕負載,V/F夠用;要低速大轉矩、精準調速或轉矩控制,選向量機種。中高階機種多半一台涵蓋多種控制模式(如士林SE3/SE5八種模式可切換);部分機種(如士林SS2)還支援馬達參數自動量測,實際支援的模式以各機種手冊為準。
【站上各系列定位一覽】
| 品牌系列 | 電源相數/電壓 | 容量範圍 | 控制方式 | 定位 |
|---|---|---|---|---|
| 士林SL3 | 單相220V、三相440V | 0.4~2.2kW | V/F | 入門簡易型,小型機械 |
| 士林SS2 | 單相220V、三相220V、三相440V | 0.4~5.5kW | V/F、泛用向量 | 小型化,DIN軌安裝 |
| 士林SC3 | 單相220V、三相220V、三相440V | 0.2~5.5kW | V/F、泛用磁通向量 | 簡易型,高啟動轉矩 |
| 士林SE5 | 單相220V、三相220V、三相440V | 0.4~22kW | V/F~閉環向量/轉矩控制 | 高階向量,內建STO |
| 士林SA3 | 三相220V、三相440V | 0.75~315kW(重載) | V/F~閉環向量/轉矩控制 | 中大容量高性能 |
| 士林SF3 | 三相440V | 5.5~355kW(輕載) | V/F、無感測向量 | 風機水泵專用,多機供水 |
| 富士FRENIC-Mini C2S | 單相200V、三相200V、三相400V | 0.1~15kW | V/F、動態轉矩向量 | 小型泛用 |
| 富士FRENIC-Ace E3S | 單相200V、三相200V、三相400V | 0.1~37kW(依額定) | V/F~無感測向量 | 高性能標準型,四種額定 |
| 富士FRENIC-MEGA G2S | 三相200V、三相400V | 0.4~630kW(HHD) | V/F~閉迴路向量 | 旗艦多功能,大容量 |
| 台達MS300 | 單相115V/230V、三相230V/460V/575V | 0.2~22kW | 向量控制(IM/PM) | 精巧標準型 |
| 台達MH300 | 單相115V/230V、三相230V/460V | 0.2~75kW | 向量控制 | 精巧高效型 |
| 台達C2000 Plus | 三相230V、三相460V | 0.75~560kW | 向量控制 | 高階重載,HD/SHD雙額定 |
【安全提醒】
接線前務必核對機身銘牌的輸入電壓與現場電源一致,電壓等級接錯會直接損壞機器。三相220V機種不要接單相電源運轉,需要單相輸入請選單相系列。多數機種防護等級為IP20,須裝於配電箱內,粉塵油霧多的場合可考慮台達MS300的IP40防塵型或IP66機型。慣性大、頻繁啟停的負載記得同時配煞車電阻——中小容量機種多已內建煞車晶體,電阻要另購。周圍溫度與海拔也會影響出力,士林系列海拔1000m以上每升高100m須降額2%,選型時預留餘裕。
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