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剖析电机转矩与变频器的联络

2017-10-22 09:48分类:电工基础知识 阅读:

 

1.电机的旋转速度为何能够安闲地改动?
    *1:r/min
    电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可标明为rpm.
    例如:2极电机50Hz3000[r/min]
    4极电机50Hz1500[r/min]
    
    $电机的旋转速度同频率成份额
    这篇文章中所指的电机为感应式沟通电机,在工业中所运用的大有些电机均为此类型电机。
    感应式沟通电机(往后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。  由电机的作业原理挑选电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个接连的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以通常不适和经过改动该值来调整电机的速度。
    别的,频率能够在电机的外面调度后再供应电机,这么电机的旋转速度就能够被安闲的操控。
    因而,以操控频率为意图的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。
    n=60f/p
    n:同步速度
    f:电源频率
    p:电机极对数
  
  $改动频率和电压是最优的电机操控办法
    假定仅改动频率而不改动电压,频率下降时会使电机出于过电压(过励磁),致使电机或许被烧坏。因而变频器在改动频率的一同有必要要一同改动电压。
  输出频率在额外频率以上时,电压却不行以继续添加,最高只能是等于电机的额外电压。
    例如:为了使电机的旋转速度折半,把变频器的输出频率从50Hz改动到25Hz,这时变频器的输出电压就需求从400V改动到约200V
  
  2.当电机的旋转速度(频率)改动时,其输出转矩会怎么?
    *1:工频电源
    由电网供应的动力电源(商用电源)
    *2:起动电流
    当电机开端作业时,变频器的输出电流
    ------变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动------
    电机在工频电源供电时起动和加快冲击很大,而当运用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会发作一个大的起动起动电流。而当运用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐步加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。
    通常,电机发作的转矩要随频率的减小(速度下降)而减小。减小的实习数据在有的变频器手册中会给出阐明。
    经过运用磁通矢量操控的变频器,将改进电机低速时转矩的短少,乃至在低速区电机也可输出满意的转矩。
  
  3.-----当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将下降-----
    通常的电机是按50Hz电压计划制作的,其额外转矩也是在这个电压计划内给出的。因而在额外频率之下的调速称为恒转矩调速.(T=Te,P<=Pe)
    变频器输出频率大于50Hz频率时,电机发作的转矩要以和频率成反比的线性联络下降。
    当电机以大于50Hz频率速度作业时,电机负载的巨细有必要要给予思考,以避免电机输出转矩的短少。
    举例,电机在100Hz时发作的转矩大概要下降到50Hz时发作转矩的1/2。
    因而在额外频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)
  
  4.变频器50Hz以上的运用状况
    咱们知道,对一个特定的电机来说,其额外电压和额外电流是不变的.
  如变频器和电机额外值都是:15kW/380V/30A,电机能够作业在50Hz以上
    当转速为50Hz时,变频器的输出电压为380V,电流为30A.这时假定增大输出频率到60Hz,变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A.很显着输出功率不变.所以咱们称之为恒功率调速.
    这时的转矩状况怎么呢?
    由于P=wT(w:角速度,T:转矩).由于P不变,w添加了,所以转矩会相应减小.  
    咱们还能够再换一个视点来看:
    电机的定子电压U=E I*R(I为电流,R为电子电阻,E为感应电势)
    能够看出,U,I不变时,E也不变.
    而E=k*f*X,(k:常数,f:频率,X:磁通),所以当f由50-->60Hz时,X会相应减小
 关于电机来说,T=K*I*X,(K:常数,I:电流,X:磁通),因而转矩T会跟着磁通X减小而减小.
    一同,小于50Hz时,由于I*R很小,所以U/f=E/f不变时,磁通(X)为常数.转矩T和电流成正比.这也即是为何通常用变频器的过流才调来描写其过载(转矩)才调.并称为恒转矩调速(额外电流不变-->最大转矩不变)
    定论:当变频器输出频率从50Hz以上添加时,电机的输出转矩会减小.
      
  5.别的和输出转矩有关的要素
  发热和散热才调挑选变频器的输出电流才调,然后影响变频器的输出转矩才调。
  载波频率:通常变频器所标的额外电流都是以最高载波频率,最高环境温度下能确坚继续输出的数值.下降载波频率,电机的电流不会遭到影响。但元器件的发热会减小。
  环境温度:就象不会由于查看到周围温度对比低时就增大变频器维护电流值.
    海拔高度:海拔高度添加,对散热和绝缘功用都有影响.通常1000m以下能够不思考.以上每1000米降容5%就能够了.
  
  6.矢量操控是怎么改进电机的输出转矩才调的?
    *1:转矩跋涉
    此功用添加变频器的输出电压(首要是低频时),以抵偿定子电阻上电压降致使的输出转矩丢掉,然后改进电机的输出转矩。  
    $改进电机低速输出转矩短少的技能
    运用"矢量操控",能够使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大概为30r/min)时的输出转矩能够到达电机在50Hz供电输出的转矩(最大概为额外转矩的150%)。
    关于惯例的V/F操控,电机的电压降跟着电机速度的下降而相对添加,这就致使由于励磁短少,而使电机不能取得满意的旋转力。为了抵偿这个短少,变频器中需求经过跋涉电压,来抵偿电机速度下降而致使的电压降。变频器的这个功用叫做"转矩跋涉"(*1)。
    转矩跋涉功用是跋涉变频器的输出电压。可是即便跋涉许多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的跋涉。由于电机电流包括电机发作的转矩重量和其它重量(如励磁重量)。

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