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变频器中的频率、电压、转速、电流、功率的联络

2017-10-22 00:15分类:电工基础知识 阅读:

 

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间互相效果而发作的,在额外频率下,假定电压必定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路丰满,严峻时将焚毁电机。因而,频率与电压要成份额地改动,即改动频率的一同操控变频器输出电压,使电动机的磁通坚持必定,防止弱磁和磁丰满景象的发作。这种操控办法多用于风机、泵类节能型变频器。

频率降低时电压V也成份额降低,这个疑问已在答复4阐明。V与f的份额联络是思考了电机特性而预先挑选的,通常在操控器的存储设备(ROM)中存有几种特性,能够用开关或标度盘进行挑选。

频率降低时彻底成份额地降低电压,那么因为沟通阻抗变小而直流电阻不变,将构成在低速下发作地转矩有减小的倾向。因而,在低频时给定V/f,要使输出电压跋涉一些,以便取得必定地起动转矩,这种抵偿称增强起动。能够选用各种办法完毕,有主动进行的办法、挑选V/f办法或调整电位器等办法。

一、导言 跟着变频调速技能的翻开,变频器调速已变成沟通调速的干流,在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等作业得到广泛的运用。因为通用变频器通常选用V/f操控,即变压变频(VVVF)办法调速,因而,变频器在运用前精确地设定其压频比,对确保变频器的正常作业至关首要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频率两项功用参数的比值挑选,即基准电压/基准频率=压频比。 基准电压与基准频率参数的设定,不只与电动机的额外电压与额外频率有关(电机的压频比为电机的额外电压与额外频率之比),并且还有必要思考负载的机械特性。关于通常异步电机在通常调速运用时,其基准电压与基准频率按出厂值设定(基准电压380V,基准频率50Hz),即满意运用央求。但关于某些作业运用的较分外的电机,就有必要依据实习状况从头设定基准电压与基准频率的参数。因为变频器运用阐明书以及有关书本中没有对这两个参数作详细介绍,因而精确的设定该参数关于不少运用者来说,并非很简略的事。为此,这篇文章联络变频调速的根柢操控办法及负载的机械特性与基准电压、基准频率参数的联络,罗列实例,详细阐明基准电压与基准频率参数的设定办法。

二、变频调速的根柢操控办法与基准电压、基准频率的联络 电机用变频器调速时有两种状况--基频(基准频率)以下调速和基频以上调速(见图1)。有必要思考的首要要素是:尽量坚持电机主磁通为额外值不变。假定磁经过弱(电压过低),电机铁心不能得到充沛运用,电磁转矩变小,负载才调降低。假定磁经过强(电压过高),电机处于过励磁状况,电机因励磁电流过大而严峻发热。依据电机原理可知,三相异步电机定子每相电动势的有用值 : E1=4.44f1N1Φm 式中 :E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有用值,V ;f1--定子频率,Hz;N1——定子每相绕组有用匝数 ;Φm-每极磁通量 由式中能够看出,Φm的值由E1/f1挑选,但因为E1难以直接操控,所以在电动势较高时,可疏忽定子漏阻抗压降,而用定子相电压U1替代。那么要确保Φm不变,只需U1/f1一贯为必定值即可。这是基频以下调时速的根柢状况,为恒压频比(恒磁通)操控办法,归于恒转 矩调速。从图1能够看出,基准频率为恒转矩调速区的最高频率,基准频率所对应的电压为即为基准电压,是恒转矩调速区的最高电压,在基频以下调速时,电压会随频率而改动,但两 者的比值不变。 在基频以上调速时,频率从基频向上能够调至上限频率值,可是因为电机定子不能逾越 电机额外电压,因而电压不再随频率改动,而坚持基准电压值不变,这时电机主磁通有必要随频率添加而削弱,转矩相应减小,功率根柢坚持不变,归于恒 功率调速区。由图1可见,基准频率为恒功率调速区的最低频率,是恒转矩调速区与恒功率调速区的起色点,而基准电压值在悉数恒功率调速区内不再随频率改动而改动。

三、负载的机械特性与基准电压,基准频率的设定 合理地运用变频器,有必要了解所驱动负载的机械特性。 依据纷歧样的运意图图,负载根柢上可分为恒转矩负载、恒功率负载以及平方转矩负载等三类。恒转矩负载其所需转矩根柢不受速度改动的影响(T=定值),关于该类负载,变频器的悉数作业区最佳作业在基频以下,这时变频器的输出特性刚好能满意负载的央求。恒功率负载在转速越高时,所需转矩越小(T×N=定值),关于恒功率负载来说,电机的作业频率若作业在基频以上,其所央求的机械特性将与变频器的输出特性相契合。至于平方转矩负载,它所央求的转矩与转速的平方成正比(T/N2=定值),电机应作业在基频以下较为合理。需求留神的是:平方转矩负载的作业频率绝不能逾越工频(除非变频器容量大一个等级)。不然变频器与电机将严峻过载。

四、设定实例 例一 :一台化纤纺丝计量泵电机类型为FTY-550-6,既550W 6极三相永磁同步电动机。铭牌参数如下:作业电压:62.5 - 125 - 475V。作业频率:25 - 50 - 190HZ,电机功率:275 - 550 - 2090W,转速:500 - 1000 - 3800R/min,电流:4A。其作业方案较宽,铭牌参数与通常异步电动机纷歧样,左面的数值为电机正常作业时(不失步)的下限,右边数值为电机正常作业时的最大值,基地值为额外值(50HZ)。该电机压频比为125V/50HZ=2.5,运用三 垦SAMCO-I 1HF1.5K变频器。若只按电机参数设定,电机的额外电压与额外频率值既为变频器的基准电压与基准频率值,基准电压(代码为CD005)设为125V,基准频率(CD006)为50HZ(出厂值)不变,这么设定,电机作业在基频以下时,电机驱动计量泵毫无疑问,但计量泵归于恒转矩负载,若在计量泵央求 较高转速(如90HZ)时,那么频率尽管可调至90HZ,但此刻电机作业电压仍为125V,实习压额比为125/90HZ=1.39,如图2a,电磁转矩变小,无法供应负载所需转矩,使计量泵不能正常作业。精确的设定应为:CD005=475V,CD006=190HZ,在这儿基准电压虽设为475V,但因为变频器不具有升压功用,正本际输出电压由输入电压的最大值挑选,所以这么设定只对增大V/F图形的斜率有用,并不真能抵达475V。因而也能够这么设定:CD005=380V,CD006=152HZ,变频器的压频比仍为380V/152HZ=2.5不变,,电机悉数作业段都处于恒转矩调速方案,满意了负载特性的央求。
例2:一台纺织用三相异进程速电动机,额外功率60W,额外电压110V,额外频率50HZ,调速方案40-110HZ,额外电流0。34A,4极,因而该电机的压频比为110V/50HZ=2。2。所驱动负载为恒功率特性。驱动变频器正本预备用富士FRN1。5G11S-4CX(驱动六台电机)但该变频器的基准电压(富士变频器额外电压)最低只能调到320V,依据电机的压频比,要确保电机作业在50HZ时作业电压为110V,电机能正常作业。但该负载作业转速调度方案较宽,假定央求作业在110HZ那么此刻电机电压将抵达242V,如图3A,高出额外电压一倍多,其效果可想而知。若以110HZ时电机作业电压为110V来设定,则设额外电压为320V(最低值),基准频率为320HZ,那么电机作业在110HZ时,电压刚好为电机额外电压。但这时变频器的压频比为320V/320HZ=1,因而在电机作业于40HZ时,其电压仅为40V,显着没有满意的功率驱动负载。所以该型富士变频器不能满意运用央求。改用三星SAMCO-I IHF1.5K变频器,设基准电压CD005=110V,基准频率CD006=50HZ,这么电机从50-110HZ调速时其电压值坚持在110V不变,如图3b,电机作业在恒功率调速区,与负载的机械特性相符,不会再有逾越电机额外电压或功率短少的景象发作。

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