交流电机变频调速器的应用分析

扫码手机浏览

关键词:摘要:随着电力技术的迅速发展,交流电机变频调速技术取得了突破性的进步,进入了普及应用阶段。在我国,变频调速器也正越来越广泛地被采用,与此同是地,如何正确地选好、用好已成为广大用户十分突出的问题了。         随着电力技术的迅速发展,交流变频调速技术取得了突破性的进步,进入了普及应用阶段。在我国,变频调速器也正越来越广泛地被采用,与此同是地,如何...
  • 关键词:
  • 摘要:随着电力技术的迅速发展,交流电机变频调速技术取得了突破性的进步 ,进入了普及应用阶段。在我国,变频调速器也正越来越广泛地被采用,与此同是地 ,如何正确地选好、用好已成为广大用户十分突出的问题了。

         随着电力技术的迅速发展,交流变频调速技术取得了突破性的进步,进入了普及应用阶段 。在我国 ,变频调速器也正越来越广泛地被采用,与此同是地,如何正确地选好、用好已成为广大用户十分突出的问题了。
  
 
 1.关于容量选择
  
   在变频调速器的说明书
中 ,为了帮助用户选择容量,都有"配用电动机容量"一栏,然而 ,这一栏的含义却不够确切 ,常导致变频器的误选。
   各种生产机械中,电动机的容量主是根据发热原则来选定的 。就是说,在电动机带得动的前提下 ,只要其温升在允许范围内,短时间的过载是允许的。电动机的过载能力一般定为额定转矩的1.8-2.2倍。电动机的温升,所谓"短时间"至少也在十几分钟以上 。而变频调速器的过载能力为:150% ,l分钟。这个指标,对电动机来说,只有在起动过程才有意义 ,在运行过程中,实际上是不允许载。
   因此,"配用电动机容量"一栏的准确含义是"配用电动机的实际最大容量" 。实际选择变频器时 ,可按电动机在工作过程中的最大电流来进行选择,对于鼓风机和泵类负载,因属于长期恒定负载 ,可直接按"配用电动机容量"来选择。
  
  
2.传动系统进行优化设计
  
   交流异步电动机经变频调速后 ,其有效转矩和有效功率的范围。配用变频调速器时,必须根据生产机械的机械特性以及对调速范围的要求等因素,对传动系统进行优级化设计 ,优化设计的主要内容和大致方法如下:
   2.1 确定电动机的最高运行频率
   (1)鼓风机和泵类负载,这类负载的阻转矩TL与转速n的平方成正比TL=KTn2,输出功率PL与转速的在次方成正比PL=KPn3 ,(KT和KP为常数),由此可知,如转速超过额定转速 ,负载的转矩和功率将分别按平方律和立方律增加,因此,在一般情况下 ,不允许在额定频率以上运行 。
   (2)一般情况下,各种机械的强度 、振动以及耐磨性能等,都是以电动机转速不超过3000r/min为前提设计的 。因此 ,在没有对机械重新进行设计的情况下 ,2级电机的最高运行频率不要超过额定频率太多。
   (3)当异步电机在额定频率以上运行时,由于电源电压是恒定的,其在调到fx时电磁转矩Tx近乎和频率调节比Kf的平方成反比 ,即T≈TN/Kf2(而TN为额定频率fN时的转矩)。因此,最高运行频率不宜超过额定频率 。
   (4)异步电机在低频下运行时,为了获得足够的转矩 ,常需进行转矩补偿。而转矩补偿将使电机的磁路趋于饱和,从而增加附加损失,降低了效率 ,因此,只要情况许可,应尺可能地提高运行频率的上限。
   2.2 确定传动系统的传动比并校核电动机的容量
   (1)鼓风机和泵类负载 ,一般均为直接驱动,不必考虑传动比的问题 。
   (2)恒转矩负载,首先 ,根据有效转矩线以及所要求的频率调节范围 ,确定电机运行的最高频率和最低频率。
   假设已经确定的电动机最高运行频率为fmax最低运行频率为fmin与此对应的转矩相对值为tTL,则电动机的额定转矩Tn=TL/qTL(TL负载转矩)。如果原选电机并未留有余量的话,则配用变频调速器后 ,电动机的容量应扩大1/tTL倍 。传动系统的传动比入等于电动机在最高运行频率下的转速nDmax负载所需求的最高转速nLmax之比。
  (3)恒功率负载:和恒转矩负载类似,首先根据有效功率线和频率调节范围,求出电动机运行频率的上、下限。
   同样 ,在求出最高和最低运行频率的同时,得到对应的功率相对值tPL,而电动机的额定功率PN≥PL/tPL(PL为负载要求功率) 。
   在设计恒功率负载时 ,应注意两点:(1)尽量多利用额定频率以上的部分;(2)当调整范围较大时,尽量采用两档传动比。因为当传动比分成两栏时,频率范围αf与αn转速范围之间的关系为 。可见 ,在转速范围相同的情况下,频率范围将大为减小,从而可减小电动机的容量 。
   负载的机械特性 ,因是恒功率负载 ,故曲线上任一点的横坐标与纵坐标的乘积均相等,且与负载功率成正比,即PL=KPTLnL=KPTLmaxLmin 。全部转速都在额定频率以下调节时的有效转矩线 ,在这种情况下,所需电动机的容量PN=KPTNnLmax>KPTLmaxLmax=αnPL。这说明,所需电动机的容量比负载功率的On倍还要大 ,是很不经济的。
   ⑴当最高运行频率为额定频率的2倍,传动比只有一档时的情形 。在这种情况下,所需电机的容量PN=KPTN1/2nLmax 1/2αnPL。可见 ,所需用容量只要大于负载功率的On/2倍就可以了。
   ⑵ 当最高运行频率为额定频率的2倍,传动比为两档时的情形 。这时,所需电机的容量PN1/2 PL。可见 ,对于恒功率负载,当αn>4时,这种方案是比较理想的。
  
  3.自配外接制动电阻
  
   各种变频调速器都允许外接制动电阻 ,加快制动速度 ,外接电阻 。但配套的制动电阻价格昂贵,不易买到,自动配置时 ,其阻值与功率可如下决定:
   直流电路的电压值UP= &ti;380=53V;制动电流Is一般以不超过电机的额定电流IDN为原则,即Is≤IDN,故制动电阻Rs≥UD/Is。
  因Rs内通过电流的时间只有几秒钟 ,故其功率PR可按工其工作时的(1/10-1/8)选择,即PR=(0.1-0.125)UD2/Rs。
   因Rs接入电路时,
应注意将变频调速器内部的制动电阻切除 ,如不能切除,则应适当加大Rs的值,以免出现制动电流过大的情形 。
   在外接制动电路时 ,为了避免烧毁变频器内部的放电用大功率晶体管(GTR)有时也可以外接整个制动电器(即包括制动电阻和放电晶体管,这时,GTR应选取其VCEX≥700伏;ICN≥(1.2-1.5)IDN安。

本文转载自互联网,如有侵权,联系删除

展开