變頻調(diào)速器與傳動(dòng)電要的匹配
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 11:33:55來源:
利之處及相應(yīng)的措施。
在交流調(diào)速技術(shù)中,變鐸調(diào)速是當(dāng)今調(diào)速所采用的主要方法。它在節(jié)電,減少維修,提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制方面起著重要作用。
近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)調(diào)速重要性的認(rèn)識(shí),為變鐸調(diào)速而設(shè)計(jì)的專用電機(jī)已在各廠家系列化,但在設(shè)計(jì)中通常遇到的還是標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)即Y系列鼠籠型電機(jī)與變鐸調(diào)速器的匹配。變頻器拖動(dòng)電機(jī)時(shí),由于其輸出波形中含有的篼次諧波影響和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍的大幅擴(kuò)大,將產(chǎn)生種種用工頻電源傳動(dòng)不曾有過的現(xiàn)象。因此,筆者主要介紹變頻調(diào)速器與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)匹配應(yīng)注意的事項(xiàng)及所采取的相應(yīng)措施。
1電流電機(jī)采用變鐸器運(yùn)轉(zhuǎn)同用工鐸電源運(yùn)轉(zhuǎn)相比,由于變鐸器輸出電壓、電流中所含篼次諧波的影響,電機(jī)的效率、功率因數(shù)降低,電流增加。
?、艑?duì)于同一負(fù)載,用通用變鐸器運(yùn)轉(zhuǎn)與工鐸電源運(yùn)轉(zhuǎn)相比,電流約增加10%.?般的通用變頻器,是為滿足4極標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)的電流值和各參數(shù)而制造的。因此,當(dāng)使用鉿定電流比4極標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)大的8極、10極等多極電極時(shí),就不能僅以電機(jī)的容量來選擇變鐸器,必須校驗(yàn)電機(jī)電流是否能通過。
當(dāng)電機(jī)負(fù)載非常輕時(shí),即使電機(jī)電流在變鐸器鉿定電流以內(nèi),也不能按照實(shí)際負(fù)載選用變鐸器,而應(yīng)當(dāng)按照電機(jī)額定功率選擇變鐸器。因?yàn)殡姍C(jī)的電抗隨其額定功率而不同,額定功率越大電機(jī)脈動(dòng)電流也越大,如果按照電機(jī)的實(shí)際負(fù)載選用變鐸器,則會(huì)出現(xiàn)電機(jī)脈動(dòng)電流大于變頻器所允許通過的比較大過電流而燒毀變鐸器的現(xiàn)象。
2低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性變頻器拖動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)于V/F一定的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,各鐸率下的運(yùn)轉(zhuǎn)電流大體與電機(jī)額定運(yùn)轉(zhuǎn)電流一樣。因此,主要影響電機(jī)溫升的銅損也可大體看作相同。
在這種低速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,雖然電機(jī)的銅損大體與額定時(shí)相同,但是轉(zhuǎn)速越低電機(jī)冷卻效果越差。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)電機(jī)的冷卻風(fēng)扇是裝在轉(zhuǎn)子軸上的,當(dāng)電機(jī)在低鐸下低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),風(fēng)扇冷卻效果大幅下降,電機(jī)溫度上升。
以37kW,4極電機(jī)為例,保持其損耗不變來測定冷卻風(fēng)扇速度改變時(shí)定子繞級(jí)組溫升的情況,其結(jié)果見。
由可見,即使電機(jī)損耗不變,其轉(zhuǎn)速降低到一定值時(shí),定子繞組溫度猛增到23倍,電機(jī)溫度大椹度上升。因此,通常標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)在低速下運(yùn)行時(shí),必須相應(yīng)地減少運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(電流),降低銅損以此降低電機(jī)溫度。標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)與變頻器組合時(shí)各頻率下的允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩如所示。
輸出頻率,Hz 1電機(jī)可以輸出的轉(zhuǎn)矩值2此值是電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)考慮到冷卻應(yīng)該限制的轉(zhuǎn)矩值注:輸出轉(zhuǎn)矩電機(jī)50HZ的鈄定轉(zhuǎn)矩為100%標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)與變頻器組合時(shí)各頻串的允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩3短時(shí)比較大轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)在額定電壓、額定頻率下通常具有輸出200%左右比較大轉(zhuǎn)矩的能力。為了保護(hù)主回路半導(dǎo)體元件等,變頻器設(shè)有限流功能和流過過電流時(shí)中斷晶閘管動(dòng)作等功能,以防止超過變頻器的比較大過電流,此比較大過電流值通常為變頻器額定電流的150%左右,所以比較大轉(zhuǎn)矩也被限制在150%左右。
在數(shù)Hz的低頻區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)電阻在阻抗中所占的比例增大,轉(zhuǎn)矩特性大幅降低。由可以看出,在低頻區(qū)比較大轉(zhuǎn)矩明顯變小。因此,在負(fù)載變動(dòng)較大或需要較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等情況下,要注意變頻器的選擇,如選用大一級(jí)的變頻調(diào)速器等。
4噪音、振動(dòng)變頻器拖動(dòng)引起的噪音、振動(dòng)比工頻電源傳動(dòng)時(shí)大,這是由于變頻器輸出波形中篼次諧波產(chǎn)生的電磁力對(duì)其影響所造成的,應(yīng)當(dāng)采取措施以抑制高次諧波產(chǎn)生的電磁力。
4.1噪音措施變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音,特別是剌耳的噪音與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān),在低頻區(qū)這種反應(yīng)更顯著,可以采用下述辦法減少噪音:(1)在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器2)如果轉(zhuǎn)矩有余量,將V/F給定小些。
4.2振動(dòng)措施為減小篼次諧波產(chǎn)生的電磁力而引起的振動(dòng),可以采用以下方法:在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器;使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí),可以改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
5結(jié)束語從電流、轉(zhuǎn)矩;噪音和振動(dòng)四個(gè)方面分別論述了用變頻調(diào)速器拖動(dòng)電機(jī)的不利之處及所采取的相應(yīng)措施。從中可以發(fā)現(xiàn),盡管變頻調(diào)速有它的不足之處,但還是可以采取措施加以避免的。因此,在設(shè)計(jì)中要注意變頻調(diào)速器與電機(jī)的匹配,把二者有機(jī)地結(jié)合起來,得到比較佳的交流調(diào)速控制系統(tǒng)。
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