襄陽螺杆式(shì)空(kōng)壓機的旋轉(zhuǎn)速
度可自由(yóu)地改變(biàn)的原因有哪些呢?
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1. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為
什麼能夠自由地改變?
電機(jī)旋轉速度單位:r/min
每(měi)分鐘旋轉次數(shù),也(yě)可(kě)表示為rpm.
例(lì)如(rú):2極電機 50Hz 3000 [r/min]
4極電(diàn)機 50Hz 1500 [r/min]
結(jié)論:電機的旋轉速度同
頻率成(chéng)比例
感(gǎn)應式交流電機(以後(hòu)簡稱為電機(jī))的旋轉速(sù)
度(dù)近似地确決于電
機的極數(shù)和頻率。由電機的工(gōng)作原理
決定電機的(de)極數是(shì)
固定不變的(de)。由于該極數值不是
一個連續(xù)的數值(為(wéi)2的倍數,例如極數為(wéi)2,4,6),
所以一般不适合通過改變該
值來調整(zhěng)電機的速度。
另外,頻率能夠在電機的
外(wài)面調節(jiē)後再供給
電機,
這樣電機的(de)旋轉速
度就可(kě)以(yǐ)被自由(yóu)的控制。
因此,以控制頻率為目的
的變(biàn)頻(pín)器,
是做為(wéi)電機調速(sù)設備的設(shè)備。
n = 60f/p
n:
同步速度 f: 電源頻率
p: 電機極(jí)對數(shù)
如果僅改變頻(pín)率而不改變電壓,頻(pín)率降低時(shí)會使電(diàn)機處于過電壓(過勵磁),導緻電機
可能被燒壞。因此變(biàn)頻
器在改變頻率的同時必須(xū)要同時改(gǎi)變電壓。
輸出(chū)頻率在(zài)額定頻率(lǜ)以上時,
電壓卻不可(kě)以繼續增加(jiā),
高隻能是等于電(diàn)機(jī)的額定(dìng)電壓。
例如:為了使電(diàn)
機的旋轉速度(dù)減半,把變頻(pín)器的輸出(chū)頻(pín)
率從50Hz改變到(dào)25Hz,
這時變(biàn)頻器的輸出
電壓(yā)就需要從400V改變到約200V。
2.
當電(diàn)機的旋轉(zhuǎn)速度(頻(pín)率)改變時(shí),
其輸出轉矩會怎樣(yàng)?
變(biàn)頻器驅(qū)動時(shí)的起
動轉矩和大轉矩要(yào)小于直接(jiē)用工頻電(diàn)源驅動(dòng)。
電機在工頻電源供電(diàn)時起動和加(jiā)速(sù)沖擊很大,而當(dāng)使用
變頻器供電時,
這些沖擊就要弱(ruò)一(yī)些。工(gōng)頻直接起動會(huì)産
生一個(gè)大的起動起動電流(liú)。
而當使用變頻器時,變頻器的(de)輸出電壓和頻率是
逐漸(jiàn)加到電機上的(de),所以電機(jī)起動電流
和(hé)沖擊要小些(xiē)。
通常,電機産生的轉矩(jǔ)要
随頻率的減(jiǎn)小(速度降低)
而減小。減小的實(shí)際數據(jù)在
有的變頻器(qì)手冊中會給出說明。
通(tōng)過(guò)使用
磁通矢量控制的變頻器,将改善電(diàn)機低速時
轉矩的不(bú)足,
甚至在低速區電(diàn)機
也可輸出足(zú)夠的(de)轉矩。
3. 當變(biàn)頻器調速到大(dà)于50Hz頻率時,電機的輸出轉(zhuǎn)矩将(jiāng)降低
通常的電機是按50Hz電壓設計制造的,
其額(é)定轉矩也是在(zài)這個電(diàn)壓範圍(wéi)内給出的。因此在額定頻率之下的調速
稱為(wéi)恒轉矩調(diào)速。(T=Te, P<=Pe)
變頻器輸
出頻(pín)率大于50Hz頻率時,電機産生的轉矩(jǔ)要以(yǐ)和頻率
成反比(bǐ)的線(xiàn)性關(guān)系下降。
當電機(jī)以
大于50Hz頻率速度運行時,
電機負載的大小必
須要給予考慮,以防止電機輸出轉(zhuǎn)矩的不足(zú)。
舉例:電(diàn)機在100Hz時産生(shēng)的轉矩大約要降低到50Hz時産生(shēng)轉矩的1/2。
因此在額定頻率之上(shàng)的調速
稱(chēng)為恒功率調速。(P=Ue*Ie)
4. 變頻(pín)器50Hz
以(yǐ)上的應用情況(kuàng) 大家(jiā)知道(dào),對一個特(tè)定的電機
來說,其額定電壓(yā)和額定電流是不(bú)
變的。
如變頻器(qì)和電機額(é)定值(zhí)都(dōu)是:15kW/380V/30A,
電機可以工作在50Hz以上。
當轉速為50Hz時,變頻(pín)器的輸出電壓為380V,電流(liú)為30A。這時(shí)如果增大(dà)輸出(chū)頻率到60Hz,
變頻器(qì)的 大輸出(chū)電壓電流還(hái)
隻能(néng)為380V/30A,很顯(xiǎn)然輸出功(gōng)率不變. 所以我們稱之為恒(héng)功率調速。
這時的轉
矩情(qíng)況怎樣呢?
因為P=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩)。
因為P
不(bú)變, w增加(jiā)了,
所以轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小。
我們還可
以再換一(yī)個角度來看:電機的定子(zǐ)電壓 U = E + I*R (I為電(diàn)流,R
為電子電阻(zǔ), E為感(gǎn)應電勢) 可以看出,U、I
不(bú)變時,E也不(bú)變(biàn)。而E = k*f*X, (k:常數, f:
頻率(lǜ), X:磁通),
所以當(dāng)f由(yóu)50-->60Hz時, X
會相應(yīng)減小
對于電機來說,T=K*I*X(K:常數, I:電流(liú),X:磁通),因此(cǐ)轉矩T會跟(gēn)着磁通X
減(jiǎn)小而減小。
同時, 小于(yú)50Hz時,由于I*R很小,所以U/f=E/f不變(biàn)時,
磁通(tōng)(X)
為常數,轉矩T和(hé)電流成正比(bǐ)。
這也就是(shì)為什麼(me)通常用變頻器(qì)的過流
能力來(lái)描述其過載(轉矩)能力。并稱為恒轉矩調速(額(é)定電流(liú)
不變(biàn)--> 大轉矩不變)
結論(lùn):當變頻器
輸出頻率從50Hz以上增加時,電機(jī)的輸(shū)出轉(zhuǎn)矩(jǔ)會減小(xiǎo)。
5、其他和輸
出轉矩有關的因素(sù)
發熱和散(sàn)熱能(néng)力決(jué)定變頻器的輸出電流能(néng)力,從(cóng)而影響變(biàn)頻(pín)器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
載波頻率:一般變頻器所标的額定電流都是以(yǐ)
高載波頻率, 高環境(jìng)溫度下能保證(zhèng)持續輸出的數(shù)值. 降低載波頻(pín)率,
電機的電(diàn)流不(bú)會受
到影響,
但元器件的(de)發熱會減小(xiǎo)。
環境(jìng)溫度(dù):就象不會(huì)
因為(wéi)檢測到周圍(wéi)溫
度比較低(dī)時就增大變頻器保(bǎo)護電流值(zhí)。
海拔高度(dù):海拔高度
增加,對散(sàn)熱和
絕緣(yuán)性能(néng)都有影響。
一般(bān)1000m
以下可以(yǐ)不考慮. 以上(shàng)每1000米(mǐ)降(jiàng)容5%就(jiù)可以(yǐ)了。