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變頻器基礎(chǔ)講座(三)

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度改變時(shí),其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣?   1: 工頻電源      由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源(商用電源)   2: 起動(dòng)電流      當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),變頻器的輸出電流   變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng),我們經(jīng)常聽到下面的說法:"電機(jī)在工頻電源供電時(shí)(*1)時(shí),電機(jī)的起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大,而當(dāng)使用變頻器供電時(shí),這些沖擊就要弱一些"。如果用大的電壓和頻率起動(dòng)電機(jī),例如使用工頻電網(wǎng)直接供電,就會產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)沖擊(大的起動(dòng)電流 (*2) )。而當(dāng)使用變頻器時(shí),變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的,所以電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要小于工頻電網(wǎng)供電的轉(zhuǎn)矩值。所以變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)起動(dòng)電流要小些。      通常,電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減小(速度降低)而減小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。      通過使用磁通矢量控制的變頻器,將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足,甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。      當(dāng)變頻器調(diào)速到大于60Hz頻率時(shí),電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低,通常的電機(jī)是按50Hz(60Hz)電壓設(shè)計(jì)制造的,其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te, P<=Pe)      變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時(shí),電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。      當(dāng)電機(jī)以大于60Hz頻率速度運(yùn)行時(shí),電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮,以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。      舉例,電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。      因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie) 更正一下: 最后一段應(yīng)全為"50Hz"   變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況      大家知道, 對一個(gè)特定的電機(jī)來說, 其額定電壓和額定電流是不變的.(我們先不考慮短時(shí)的過流過壓).      如變頻器和電機(jī)額定值都是: 15kW/380V/30A, 電機(jī)可以工作在50Hz以上      當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時(shí), 變頻器的輸出電壓為380V, 電流為30A. 這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz, 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A. 很顯然輸出功率不變. 所以我們稱之為恒功率調(diào)速.      這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?      因?yàn)镻=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩). 因?yàn)镻不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小.         我們還可以再換一個(gè)角度來看:      電機(jī)的定子電壓 U = E + I*R (I為電流, R為電子電阻, E為感應(yīng)電勢)   可以看出, U,I不變時(shí), E也不變.      而E = k*f*X, (k:常數(shù), f: 頻率, X:磁通), 所以當(dāng)f由50-->60Hz時(shí), X會相應(yīng)減小      對于電機(jī)來說, T=K*I*X, (K:常數(shù), I:電流, X:磁通), 因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小.      同時(shí), 小于50Hz時(shí), 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不變時(shí), 磁通(X)為常數(shù). 轉(zhuǎn)矩T和電流成正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力. 并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->最大轉(zhuǎn)矩不變)      結(jié)論: 當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時(shí), 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會減小.      其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素      載波頻率: 一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.      一般變頻器如果負(fù)載能力不夠, 大都是變頻器檢測到電流太大而報(bào)警      如果降低載波頻率, 但是電機(jī)的電流不會受到影響. 雖然元器件的發(fā)熱會減小,但我覺得這個(gè)量很難定量給出, 不同功率的也不同. 一般的廠商會在功率器件選型上留很大的裕量. 不大會因?yàn)槟阍O(shè)定的載波頻率小了而把內(nèi)部的電流保護(hù)水平放寬. 就向廠商不會因?yàn)闄z測到周圍溫度比較低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值.      海拔高度: 海拔高度增加, 對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮. 以上每1000米降容5%就可以了。   

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