经典理论认为,通用电动机频率上限为55Hz。这是因为当电动机转速需要调到额定转速以上运行时,定子频率将增加到高于额定频率(50Hz)。这时,若仍按恒转矩原则控制,则定子电压将升高超过额定电压。那么,当调速范围高于额定转速时,须保持定子电压为额定电压不变。这时,随着转速/频率的上升,磁通将减少,因此在同一定子电流下的转矩将减小,机械特性变软,电动机的过载能力大幅度减少。
由此可见,通用电动机频率上限为55Hz是有前提条件的:
1、定子电压不能超过额定电压;
2、电动机在额定功率运行;
3、恒转矩负载。
上述情况下,理论和试验证明,若频率超过55Hz,将使电动机转矩变小,机械特性变软,过载能力下降,铁耗急增,发热严重。
笔者认为,电动机实际运行状况表明,通用电动机可以通过变频调速器进行提速运行。能否变频提速?能提多少?主要是由电动机拖动的负载来决定的。首先,要弄清负荷率是多少?其次,要搞清楚负载特性,根据负载的具体情况,进行推算。简单分析如下:
一般情况下,工业用电动机通常在50%~60%额定功率下工作。经推算,电动机输出功率为70%额定功率,定子电压提高7%时,定子电流下降26.4%,此时,即使是恒转矩控制,采用变频调速器提高电动机转速20%,定子电流也不但不会上升,反而会下降。尽管提高频率后,电动机铁耗急增,但由其产生的热量与定子电流下降而减少的热量相比甚微。因此,电动机绕组温度也将明显下降。
1、事实上,对于380V通用电动机,定子电压超过额定电压10%长期运行是可以的,对电动机绝缘及寿命没有影响。定子电压提高,转矩显著增大,定子电流减少,绕组温度下降。
2、电动机负荷率通常为50%~60%
3、负载特性各种各样
电动机拖动系统是为负载服务的,不同的负载,机械特性不同。电动机在提速后必须满足负载机械特性的要求。经推算恒转矩负载不同负荷率(k)时的允许***高运行频率(fmax)与负荷率成反比,即fmax=fe/k,其中fe为额定工频。对恒功率负载,通用电动机的允许***高工作频率主要受电动机转子和转轴的机械强度限制,笔者认为一般限制在100Hz以内为宜。
这里需要注意的是变频器输出侧不能加装接触器:几乎所有变频调速器使用说明书都指出,变频调速器输出侧不能加装接触器。规定是为了防止在变频调速器有输出时接触器动作。
应用实例:
我厂链斗输送机为恒转矩负载,因产量提高,需将其电动机转速提高20%。该电动机型号为Y180L-6,额定功率15kW,额定电压380V,额定电流31.6A,额定转速980r/min,效率89.5%,功率因数0.81,运行电流18~20A,正常时***大运行功率7.5kW,负荷率为50%。安装CIMR-G***4015型变频调速器后,运行频率60Hz,提高转速20%,变频器输出电压***高设定为410V,电动机运行电流12~1***,下降30%左右,电动机绕组温度明显下降。
- 下一篇:西门子软启动器的特点优势
- 上一篇:如何提高西门子伺服系统定位精度的方法