變頻器的應用誤區(qū)(三)
誤區(qū)5、 通用電動機只能在其額定轉(zhuǎn)速以下采用變頻調(diào)速器降速運行
經(jīng)典理論認為,通用電動機頻率上限為55Hz。這是因為當電動機轉(zhuǎn)速需要調(diào)到額定轉(zhuǎn)速以上運行時,定子頻率將增加到高于額定頻率(50Hz)。這時,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,當調(diào)速范圍高于額定轉(zhuǎn)速時,須保持定子電壓為額定電壓不變。這時,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,機械特性變軟,電動機的過載能力大幅度減少。
由此可見,通用電動機頻率上限為55Hz是有前提條件的:
1、定子電壓不能超過額定電壓;
2、電動機在額定功率運行;
3、恒轉(zhuǎn)矩負載。
上述情況下,理論和試驗證明,若頻率超過55Hz,將使電動機轉(zhuǎn)矩變小,機械特性變軟,過載能力下降,鐵耗急增,發(fā)熱嚴重。
筆者認為,電動機實際運行狀況表明,通用電動機可以通過變頻調(diào)速器進行提速運行。能否變頻提速?能提多少?主要是由電動機拖動的負載來決定的。首先,要弄清負荷率是多少?其次,要搞清楚負載特性,根據(jù)負載的具體情況,進行推算。簡單分析如下:
1、事實上,對于380V通用電動機,定子電壓超過額定電壓10%長期運行是可以的,對電動機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、電動機負荷率通常為50%~60%
一般情況下,工業(yè)用電動機通常在50%~60%額定功率下工作。經(jīng)推算,電動機輸出功率為70%額定功率,定子電壓提高7%時,定子電流下降26.4%,此時,即使是恒轉(zhuǎn)矩控制,采用變頻調(diào)速器提高電動機轉(zhuǎn)速20%,定子電流也不但不會上升,反而會下降。盡管提高頻率后,電動機鐵耗急增,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,電動機繞組溫度也將明顯下降。
3、負載特性各種各樣
電動機拖動系統(tǒng)是為負載服務的,不同的負載,機械特性不同。電動機在提速后必須滿足負載機械特性的要求。經(jīng)推算恒轉(zhuǎn)矩負載不同負荷率(k)時的允許最高運行頻率(fmax)與負荷率成反比,即fmax=fe/k,其中fe為額定工頻。對恒功率負載,通用電動機的允許最高工作頻率主要受電動機轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸的機械強度限制,筆者認為一般限制在100Hz以內(nèi)為宜。
經(jīng)典理論認為,通用電動機頻率上限為55Hz。這是因為當電動機轉(zhuǎn)速需要調(diào)到額定轉(zhuǎn)速以上運行時,定子頻率將增加到高于額定頻率(50Hz)。這時,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,當調(diào)速范圍高于額定轉(zhuǎn)速時,須保持定子電壓為額定電壓不變。這時,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,機械特性變軟,電動機的過載能力大幅度減少。
由此可見,通用電動機頻率上限為55Hz是有前提條件的:
1、定子電壓不能超過額定電壓;
2、電動機在額定功率運行;
3、恒轉(zhuǎn)矩負載。
上述情況下,理論和試驗證明,若頻率超過55Hz,將使電動機轉(zhuǎn)矩變小,機械特性變軟,過載能力下降,鐵耗急增,發(fā)熱嚴重。
筆者認為,電動機實際運行狀況表明,通用電動機可以通過變頻調(diào)速器進行提速運行。能否變頻提速?能提多少?主要是由電動機拖動的負載來決定的。首先,要弄清負荷率是多少?其次,要搞清楚負載特性,根據(jù)負載的具體情況,進行推算。簡單分析如下:
1、事實上,對于380V通用電動機,定子電壓超過額定電壓10%長期運行是可以的,對電動機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、電動機負荷率通常為50%~60%
一般情況下,工業(yè)用電動機通常在50%~60%額定功率下工作。經(jīng)推算,電動機輸出功率為70%額定功率,定子電壓提高7%時,定子電流下降26.4%,此時,即使是恒轉(zhuǎn)矩控制,采用變頻調(diào)速器提高電動機轉(zhuǎn)速20%,定子電流也不但不會上升,反而會下降。盡管提高頻率后,電動機鐵耗急增,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,電動機繞組溫度也將明顯下降。
3、負載特性各種各樣
電動機拖動系統(tǒng)是為負載服務的,不同的負載,機械特性不同。電動機在提速后必須滿足負載機械特性的要求。經(jīng)推算恒轉(zhuǎn)矩負載不同負荷率(k)時的允許最高運行頻率(fmax)與負荷率成反比,即fmax=fe/k,其中fe為額定工頻。對恒功率負載,通用電動機的允許最高工作頻率主要受電動機轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸的機械強度限制,筆者認為一般限制在100Hz以內(nèi)為宜。
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