1.注意事项
在用变频器构成变频调速系统时,有时需要利用原有电动机,有时需要增加新电动机,但无论哪种情况,不仅要核算所必需的电动机的功率,在选择电动机的功率时还必须注意以下几点:
1)注意变频调速与传统机械调速方式之间的区别。在采用机械变速时,电动机始终工作在额定状态,电动机经减速机减速后的输出转矩可以随着转速的下降同比例增加。例如,对于额定输出转矩为40N·m的电动机,经过2︰1减速后,输出转矩可以达到80N·m。但是,采用变频调速时,在转速降低时不但不能增加转矩,而且还会导致输出转矩的下降(对于额定频率为50Hz的电动机,在25Hz工作时的实际输出转矩只有额定转矩的85%左右)。因此,在变频调速系统必须按照低速运行时的最大负载转矩与最大转矩时可能出现的最高转速来确定电动机的额定转矩与功率。
2)注意电动机的温升。采用变频调速后,电动机在不同频率下的损耗将大于额定频率时的损耗,电动机的温升也将比额定频率时的温升高,因此,即使是同功率的负载,采用变频调速时的电动机也应比在额定频率下工作的电动机增加15%~20%的功率。
3)当变频调速系统需要长时间低速工作时,必须采用独立供电的风机等冷却措施。
2.选择方法
由于普通电动机的铭牌中一般只标出额定功率、额定电压、额定频率、额定电流和额定转速,但是选择电动机时则需要额定转矩。功率P与转矩T两者可以根据下式进行换算,即
式中,功率P的单位为W,转矩T的单位为N·m,角速度的单位为rad/s,转速n的单位为r/min。
由于电动机的功率通常用kW表示,所以式(2-17)可以改为
式中,功率P的单位为kW,转矩T的单位为N·m,转速n的单位为r/min。
选择电动机的功率P时式(2-17)和式(2-18)中的转矩T应取大于负载的最大转矩,转速n一般应为最高转速。式(2-17)和式(2-18)计算出的功率称为电动机的理论功率。(www.xing528.com)
在考虑变频调速损耗与安全余量后,作为简单的方法,电动机的额定功率可以按照下式进行选择,即
PMN≥(1.5~2.0)P (2-19)
此外,电动机的功率还可以根据实际的变频调速输出特性曲线,通过最低频率时的实际输出转矩,在考虑各方面的损耗与余量后确定。
由于电动机由通用变频器供电,其机械特性与直接电网供电时有所不同,所以电动机的功率需要按通用变频器供电的条件选择,否则难以达到预期的目的,甚至造成不必要的经济损失。下面以最常用的普通异步电动机为例,说明采用通用变频器构成变频调速系统时,如何选择或确定电动机的功率及一般需要考虑的因素。
1)所确定的电动机功率应大于负载所需要的功率,应以正常运行速度时所需的最大输出功率为依据,当环境较差时宜留一定的裕量。
2)应使所选择的电动机的最大转矩与负载所需要的起动转矩相比有足够的裕量。
3)所选择的电动机在整个运行范围内,均应有足够的输出转矩。当需要拆除原有的减速箱时,应按原来的减速比考虑增大电动机的功率。
4)应考虑低速运行时电动机的温升能够在规定的温升范围内,确保电动机的寿命周期。
5)针对被拖动机械负载的性质,确定合适的电动机运行方式。
考虑以上条件,实际的电动机容量可根据“电动机的功率=被驱动负载所需的功率+将负载加速或减速到所需速度的功率”的原则来定。
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