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水泵知识

锅炉水泵变频器怎样控制电机转速

  • 作者:三昌泵业
  • 发布时间:2016-09-22 12:06:49
  • 点击:0
       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。
锅炉水泵变频器
锅炉水泵变频器

     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电机 50Hz 3000 [r/min]  ;
       4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)的旋转速度近似地确决于电机的数和频率。由电机的工作原理决定电机的数是固定不变的,由于该数值不是个连续的数值(为2的倍数,例如数为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,这些冲击就要弱些,工频直接起动会产生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=UeIe)  

     4、变频器50Hz以上的应用情况

       大知道,对个特定的电机来说,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。  
       我们还可以再换个角度来看:
       电机的定子电压 U = E + IR (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 = kfX, (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=KIX, (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IR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: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。
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