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变频调速电动机的功率控制原理及特性曲线

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于电动机的额定电流不变,故铜损无变化;②铁损下降。由于铁损与频率有关,当频率下降时,铁损也下降;③机械损耗下降。总之,当电动机的工作频率下降时,其内部的功耗将有所下降。变频调速电动机为三相交流同步或异步电动机,根据变频器的输出电源有三相380V或三相220V,所以电动机电源也有三相380V或三相220V的区别,一般4kW以下的变频器才有三相220V电源。图18-8 变频电源的U/f曲线和变频电动机的特性曲线

变频调速电动机的功率控制原理及特性曲线

1.电动机的带载能力

在决定电动机带负载能力的因素中,必须考虑到电动机在低速时的温升。

(1)低频运行时的电动机功耗

功耗是导致电动机发热的原因,当电动机的工作频率下降时,电动机内各种功耗的变化情形为:①铜损不变。由于电动机的额定电流不变,故铜损无变化;②铁损下降。由于铁损与频率有关,当频率下降时,铁损也下降;③机械损耗下降。由于机械损耗与转速有关,转速下降时,机械损耗也下降。

总之,当电动机的工作频率下降时,其内部的功耗将有所下降。

(2)低频运行时的电动机散热

一般情况下,中小容量的电动机的散热主要靠转子轴上自带的风扇和内部的通风。显然,电动机低频运行时,转速也随之下降,通风情况变差。

根据实际运行情况得出,在低频运行时电动机对于内部功耗的散热效果远低于工频,从而导致电动机温升,电动机的带负载能力也随之下降。

为了克服电动机在低频带载能力低的弱点,必须采取强制风冷。而变频电动机是专门配备变频器使用的特殊电动机,变频电动机可在保证转矩的情况下长期低速运行,普通三相异步电动机的转速是固定的,电动机厂是根据电动机的转速设计风扇的,普通电动机如果用变频器降速运行,风扇的转速也会降低,风扇的风量就会下降,电动机温度会升高,而变频电动机是用另外加配的电风扇散热的,风扇是不受电动机的转速限制的,所以变频电动机特别适合用于变频器控制时的低速运行。(www.xing528.com)

2.变频调速电动机的性能与特点

变频调速电动机一般均选择4极电动机,基频工作点设计在50Hz,频率在0~50Hz(转速0~1480r/min)范围内电动机作恒转矩运行,频率在50~100Hz(转速1480~2800r/min)范围内电动机作恒功率运行,整个调速范围为0~2800r/min,基本满足一般驱动设备的要求,其工作特性与直流调速电动机相同,调速平滑稳定。如果在恒转矩调速范围内要提高输出转矩,也可以选择6级或8级电动机,但电动机的体积相对要大一点。

变频调速电动机可以另外选配附加的转速编码器,可实现高精度转速、位置控制、快速动态特性响应;也可配以电动机专用的直流(或交流)制动器以实现电动机快速、有效、安全、可靠的制动性能。

变频调速电动机为三相交流同步或异步电动机,根据变频器的输出电源有三相380V或三相220V,所以电动机电源也有三相380V或三相220V的区别,一般4kW以下的变频器才有三相220V电源。由于变频电动机是以电动机的基频点(或拐点)来划分不同的恒功率调速区和恒转矩调速区的,所以变频器基频点和变频电动机基频点的设置都非常重要。

图18-8所示为变频电源的U/f曲线和变频电动机的特性曲线。

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图18-8 变频电源的U/f曲线和变频电动机的特性曲线

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