内蒙古自治区SIEMENS西门子(授权)中国华北地区一级总代理商
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- 广东湘恒智能科技有限公司
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- 变频器
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- 西门子一级总代理
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- 更新时间
- 2024-05-31 09:10
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?
电机旋转速度单位:r/min 每分钟旋转次数,也可表示为rpm.
例如:2极电机 50hz 3000 [r/min]
4极电机 50hz 1500 [r/min]
结论:电机的旋转速度同频率成比例
感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适合通过改变该值来调整电机的速度。
另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。
因此,以控制频率为目的的变频器,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
结论:改变频率和电压是优的电机控制方法
如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,高只能是等于电机的额定电压。
例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50hz改变到25hz,这时变频器的输出电压就需要从400v改变到约200v
2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样?
变频器驱动时的起动转矩和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速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。
通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。
通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。
3. 当变频器调速到大于50hz频率时,电机的输出转矩将降低
通常的电机是按50hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定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,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。
当电机以大于50hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。
举例:电机在100hz时产生的转矩大约要降低到50hz时产生转矩的1/2。
因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速。(p=ue*ie)
4. 变频器50hz以上的应用情况
大家知道,对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。 如变频器和电机额定值都是:15kw/380v/30a,电机可以工作在50hz以上。
当转速为50hz时,变频器的输出电压为380v,电流为30a。这时如果增大输出频率到60hz,变频器的大输出电压电流还只能为380v/30a,很显然输出功率不变.所以我们称之为恒功率调速。
这时的转矩情况怎样呢? 因为p=wt (w:角速度, t:转矩)。因为p不变, w增加了,所以转矩会相应减小。
我们还可以再换一个角度来看: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) 可以看出,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
对于电机来说,t=k*i*x(k:常数, i:电流,x:磁通),因此转矩t会跟着磁通x减小而减小。同时,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。这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力。并称为恒转矩调速(额定电流不变-->大转矩不变)
结论:当变频器输出频率从50hz以上增加时,电机的输出转矩会减小。
5. 其他和输出转矩有关的因素
发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力。
载波频率:一般变频器所标的额定电流都是以高载波频率,高环境温度下能保证持续输出的数值.降低载波频率,电机的电流不会受到影响,但元器件的发热会减小。
环境温度:就像不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值。
海拔高度:海拔高度增加,对散热和绝缘性能都有影响。一般1000m以下可以不考虑.以上每1000米降容5%就可以了。
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