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变频器控制电机转速方法是 变频器解决方案

时间:2020-06-04    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

    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50Hz3000[r/min]

    4极电机50Hz1500[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)的旋转速度近似地确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),所以一般不适和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:改变频率和电压是较优的电机控制方法

    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,最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)

    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,变频器的最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–>最大转矩不变)

    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最高载波频率,最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:就象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。

    认真做好的日常维护保养需要掌握以下几点:

    1.定期对变频器进行除尘,重点是控制柜,变频器散热底座、变频器主线接线端子排、变频器下进风口、上出风口是否积尘或因积尘过多而堵塞。变频器因本身散热要求通风量大,故运行一定时间以后,表面积尘十分严重,须定期清洁除尘。

    2.将变频器前门打开,仔细检查交、直流母排有无变形、腐蚀、氧化,母排连接处螺丝有无松脱,各安装固定点处坚固螺丝有无松脱,固定用绝缘片或绝缘柱有无老化开裂或变形,如有应及时更换,重新紧固,对已发生变形的母排须校正后重新安装。

    3.对线路板、母排等除尘后,进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排须去除其毛刺后,再进行处理。对已绝缘击穿的绝缘板,须去除其损坏部分,在其损坏附近用相应绝缘等级的绝缘板对其进行隔绝处理,紧固并测试绝缘并认为合格后方可投入使用。

    4.电气控制柜内风扇运行及转动是否正常,停机时,用手转动,观察轴承有无卡死或杂音,必要时更换轴承或维修。

    5.对输入、整流及逆变、直流输入快熔进行全面检查,发现烧毁及时更换。

    6.中间直流回路中的器有无漏液,外壳有无膨胀、鼓泡或变形,安全阀是否破裂,有条件的可对电容容量、漏电流、耐压等进行测试,对不符合要求的电容进行更换,对新电容或长期闲置未使用的电容,更换前须对其进行钝化处理。滤波电容的使用周期一般为5年,对使用时间在5年以上,电容容量、漏电流、耐压等指标明显偏离检测标准的,应酌情部分或全部更换。

    7.对整流、逆变部分的、IGBT用进行电气检测,测定其正向、反向电阻值,并在事先制定好的表格内认真做好记录,看各极间阻值是否正常,同一型号的器件一致性是否良好,必要时进行更换。

    8.对控制柜内的主及其它辅助接触器进行检查,仔细观察各接触器动静触头有无拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,发现此类问题应对其相应的动静触头进行更换,确保其接触安全可靠;以及附助触点及触点接触性能检查。

    9.仔细检查端子排有无老化、松脱,是否存在短路隐性故障,各连接线连接是否牢固,线皮有无破损,各电路板接插头接插是否牢固。进出主线连接是否可靠,连接处有无发热氧化等现象,接地是否良好。

    总之,变频器损坏的原因是多种多样的,只有找到变频器损坏的原因,才能及时采取措施,避免更大的损失,从而排除故障使变频器设备能够正常稳定地运行。

    1、认真监视并记录变频器上的各显示参数,发现异常应即时反映    2、认真监视并记录变频室的环境温度,环境温度应在-5℃~40℃之间。移相变压器的温升不能超过130℃    3、夏季温度较高时,应加强变频器安装场地的通风散热。确保周围空气中不含有过量的尘埃,酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体    4、夏季是多雨季节,应防止雨水进入变频器内部(例如雨水顺风道出风口进入)    5、变频器柜门上的过滤网通常每周应清扫一次;如工作环境灰尘较多,清扫间隔还应根据实际情况缩短    6、变频器正常运行中,一张标准厚度的A4纸应能牢固的吸附在柜门进风口过滤网上    7、变频室必须保持干净整洁,应根据现场实际情况随时清扫。    8、变频室的通风、照明必须良好,通风散热设备(空调、通风扇等)能够正常运转。



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