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變頻器通用電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速及工作原理

時(shí)間:2020-04-26    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

變頻器通用電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速

  市面上有很多關(guān)于維修書籍中認(rèn)為,通用頻率上限為55Hz。這是因?yàn)楫?dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要調(diào)到額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí),定子頻率將增加到高于額定頻率(50Hz)。這時(shí),若仍 按恒轉(zhuǎn)矩原則控制,則定子電壓將升高超過額定電壓。那么,當(dāng)調(diào)速范圍高于額定轉(zhuǎn)速時(shí),須保持定子電壓為額定電壓不變。這時(shí),隨著轉(zhuǎn)速/頻率的上升,磁通將減少,因此在同一定子電流下的轉(zhuǎn)矩將減小,機(jī)械特性變軟,電動(dòng)機(jī)的過載能力大幅度減少。

  由此可見,通用電動(dòng)機(jī)頻率上限為55Hz是有前提條件的:

  1、定子電壓不能超過額定電壓;

  2、電動(dòng)機(jī)在額定功率運(yùn)行;

  3、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

  上述情況下,理論和試驗(yàn)證明,若頻率超過55Hz,將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變小,機(jī)械特性變軟,過載能力下降,鐵耗急增,發(fā)熱嚴(yán)重。

  電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況表明,通用電動(dòng)機(jī)可以通過變頻調(diào)速器進(jìn)行提速運(yùn)行。能否變頻提速?能提多少?主要是由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載來決定的。首先,要弄清負(fù)荷率是多少?其次,要搞清楚負(fù)載特性,根據(jù)負(fù)載的具體情況,進(jìn)行推算。簡單分析如下:

  1、事實(shí)上,對于380V通用電動(dòng)機(jī),定子電壓超過額定電壓10%長期運(yùn)行是可以的,對電動(dòng)機(jī)絕緣及壽命沒有影響。定子電壓提高,轉(zhuǎn)矩顯著增大,定子電流減少,繞組溫度下降。

  2、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率通常為50%~60%

  一般情況下,工業(yè)用電動(dòng)機(jī)通常在50%~60%額定功率下工作。經(jīng)推算,電動(dòng)機(jī)輸出功率為70%額定功率,定子電壓提高7%時(shí),定子電流下降 26.4%,此時(shí),即使是恒轉(zhuǎn)矩控制,采用變頻調(diào)速器提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速20%,定子電流也不但不會(huì)上升,反而會(huì)下降。盡管提高頻率后,電動(dòng)機(jī)鐵耗急增,但由 其產(chǎn)生的熱量與定子電流下降而減少的熱量相比甚微。因此,電動(dòng)機(jī)繞組溫度也將明顯下降。

  3、負(fù)載特性各種各樣

  電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是為負(fù)載服務(wù)的,不同的負(fù)載,機(jī)械特性不同。電動(dòng)機(jī)在提速后必須滿足負(fù)載機(jī)械特性的要求。經(jīng)推算恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不同負(fù)荷率(k)時(shí)的允許 最高運(yùn)行頻率(fmax)與負(fù)荷率成反比,即fmax=fe/k,其中fe為額定工頻。對恒功率負(fù)載,通用電動(dòng)機(jī)的允許最高工作頻率主要受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn) 軸的機(jī)械強(qiáng)度限制,筆者認(rèn)為一般限制在100Hz以內(nèi)為宜。

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變頻器 變頻器通用電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速_變頻器

變頻器的節(jié)電原理

  一直都聽別人說變頻器能省電,說的人多了也就接受了,但一直沒弄懂變頻器為什么能省電,同時(shí)又能省多少,是高頻省的多還是低頻省的多?
  而且還有如下幾個(gè)疑問:
  1、如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個(gè)使用變頻器,一個(gè)沒有,同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
  2、如果這兩個(gè)電機(jī)的扭矩沒有達(dá)到電機(jī)的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個(gè)能省多少電?
  3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個(gè)省的更多?
  答:變頻器可以省電這是不可磨滅的事實(shí),在某些情況下可以節(jié)電40%以上,但是某些情況還會(huì)比不接變頻器浪費(fèi)!
  變頻器是通過輕負(fù)載降壓實(shí)現(xiàn)節(jié)能的,拖動(dòng)轉(zhuǎn)距負(fù)載由于轉(zhuǎn)速?zèng)]有多大變化,即便是降低電壓,也不會(huì)很多,所以節(jié)能很微弱,但是用在風(fēng)機(jī)環(huán)境就不同了,當(dāng)需要較小的風(fēng)量時(shí)刻,電機(jī)會(huì)降低速度,我們知道風(fēng)機(jī)的耗能跟轉(zhuǎn)速的1.7次方成正比,所以電機(jī)的轉(zhuǎn)距會(huì)急劇下降,節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上,就會(huì)因?yàn)樵诜党淌褂弥苿?dòng)電阻白白浪費(fèi)很多電能反而更廢電(公眾號:泵管家)。
  當(dāng)然,如果環(huán)境要求必須調(diào)速,變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會(huì)省電,只能改善功率因數(shù)。
  1、如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個(gè)使用變頻器,一個(gè)沒有,同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
  答:對于這種情況,變頻器只能改善功率因數(shù),并不能節(jié)省電力。
  2、如果這兩個(gè)電機(jī)的扭矩沒有達(dá)到電機(jī)的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個(gè)能省多少電?
  答:如果使用了自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行,這個(gè)時(shí)刻變頻器能降壓運(yùn)行,可以節(jié)省部分電能,但是節(jié)電不明顯。
  3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個(gè)省的更多?
  答:拖動(dòng)型負(fù)載空載狀態(tài)也節(jié)省不了多大的電能。
  比如關(guān)于“閉環(huán)控制”如是說。我認(rèn)為有討論的空間。文中的閉環(huán)概念太狹義了。閉環(huán)控制不僅僅是轉(zhuǎn)速傳感器反饋才算數(shù)。矢量控制時(shí)的頻率控制就是閉環(huán)控制,而且是裝置內(nèi)部的閉環(huán)控制,V/F控制才屬于開環(huán)控制,另外還有溫度、壓力、流量等等物理量的PID調(diào)節(jié)器反饋控制,都是閉環(huán)控制的范疇。而且都是可以通過變頻器調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。不應(yīng)該將閉環(huán)控制概念解釋得那么窄。
  再比如,制動(dòng)的概念,那種解釋就象廢話一樣,玩弄文字游戲,說了等于沒說一樣。
  1.變頻不是到處可以省電,有不少場合用變頻并不一定能省電。
  2.作為電子電路,變頻器本身也要耗電(約額定功率的3-5%)。
  3.變頻器在工頻下運(yùn)行,具有節(jié)電功能,是事實(shí)。但是他的前提條件是:
  第一,大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載;
  第二,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);
  第三,長期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。
  除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能,就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委,你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場合和使用條件才好正確應(yīng)用,否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)”。
  4.采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣?
  采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長)。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器(公眾號:泵管家),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動(dòng)。
  5.在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止,這是為什么?
  電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過和容量相對應(yīng)的起動(dòng)電流,電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降,電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大,連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時(shí)保護(hù)功能(IPE)動(dòng)作,造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
  6.裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。
  變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的,上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的,因此,對于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝。
  7.不采用軟起動(dòng),將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時(shí)是否可以?
  在很低的頻率下是可以的,但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過大的起動(dòng)電流(6~7倍額定電流),由于變頻器切斷過電流,電機(jī)不能起動(dòng)。
  8.電機(jī)超過60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意什么問題?
  (1)機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能(機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等)。
 ?。?)電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍,其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作(風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加,所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要注意)。
 ?。?)產(chǎn)生軸承的壽命問題,要充分加以考慮。
 ?。?)對于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī),在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。
  9.變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎?
  根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同,需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通常可考慮70~80Hz為最大極限,采用油潤滑時(shí),在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。
  10.變頻器能用來驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎?可以使用單相電源嗎?
  機(jī)基本上不能用。對于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī),在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀
  輔助繞組;對于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的,將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相,但對于小容量的,也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。
  11.變頻器本身消耗的功率有多少?
  它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān),但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%,據(jù)此可推算損耗,但內(nèi)藏再生制動(dòng)式(FR-K)變頻器,如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去,功率消耗將變大,對于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。
  12.為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用?
  一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻,若速度降低則冷卻效果下降,因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱,必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合,或采用專用電機(jī)。
  13.使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么?
  制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作,將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。
  14.想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī),電機(jī)卻不動(dòng),清說明原因
  變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器,由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動(dòng),作為對策,請將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn),甚至改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
  15.變頻器的壽命有多久?
  變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件,如果對它們進(jìn)行定期的維護(hù),可望有10年以上的壽命。

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變頻器 變頻器的節(jié)電原理_變頻器

判斷塑料拉力試驗(yàn)機(jī)的變頻器問題的方法

  塑料拉力試驗(yàn)機(jī)是比較常見的一類檢測儀器。應(yīng)用也很廣泛。比如塑料外殼,空調(diào)外掛機(jī)殼,一些塑料制品的抗拉強(qiáng)度測試等試驗(yàn)。也正因?yàn)樗芰侠υ囼?yàn)機(jī)比較常用,所以也就會(huì)出現(xiàn)很多故障問題。很多客戶遇到儀器故障問題時(shí),由于沒有基本檢測儀器保養(yǎng)維護(hù)意識,往往不知所措。今天就舉個(gè)例子,為廣大客戶提供當(dāng)塑料拉力試驗(yàn)機(jī)變頻器出現(xiàn)問題時(shí)該如何維修。

  首先,我們可以從塑料拉力試驗(yàn)機(jī)外部運(yùn)行狀態(tài)來大致判斷;如果從外部看不出什么異常,我們可以按照以下方法來判斷塑料拉力試驗(yàn)機(jī)的變頻器是否有問題。

  1、變頻塑料拉力試驗(yàn)機(jī)上的變頻器的工作是否有故障報(bào)警顯示;

  2、轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)是否正常,有無異常,散熱管通暢;

  3、看溫度,變頻電子拉力試驗(yàn)機(jī)環(huán)境溫度是否是正常的,要求在-10℃至40攝氏度范圍內(nèi),以25℃左右為好;

  4、在顯示面板上顯示的頻率轉(zhuǎn)換器的輸出電流,電壓,頻率和其他數(shù)據(jù)是否正常;

  5、在顯示面板上顯示的文字清楚,是否會(huì)模糊不清;

  6、檢查變頻器交流輸入電壓大于最大值,如果主電路與輸入電壓超過限制,或逆變器沒有運(yùn)行

  7、溫度測量儀器檢測拉力試驗(yàn)機(jī)頻率轉(zhuǎn)換器過熱,有異味;

  如果塑料拉力試驗(yàn)機(jī)有以上出現(xiàn)的問題,應(yīng)及時(shí)尋找專業(yè)人士進(jìn)行維護(hù)。這樣可以保證問題不會(huì)越來越擴(kuò)大化。從而減少不必要的費(fèi)用。

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