变频电机_百度百科
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变频电机采用专用变频感应电动机+变频器的交流调速使机械自动化程度和生产效率大为提高设备小型化增加舒适性目前正取代传统的机械调速和直流调速方案
的调速与控制是工农业各类机械及办公民生电器设备的基础技术之一随着微电子技术的惊人发展采用专用变频感应电动机+的交流调速方式正在以其卓越的性能和经济性在调速领域引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革它给各行各业带来的福音在于使程度和生产效率大为提高节约能源提高产品合格率及产品质量容量相应提高设备小型化增加舒适性正以很快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案
由于的特殊性以及系统对高速或低速运转转速动态响应等需求对作为动力主体的电动机提出了苛刻的要求给电动机带来了在结构绝缘各方面新的课题变频具有如下特点
B级设计F级绝缘制造采用及真空压力浸漆制造工艺以及采用特殊的绝缘结构使电气绕组采用绝缘耐压及机械强度有很大提高足以胜任之高速运转及抵抗变频器高频电流冲击以及电压对绝缘之破坏
平衡质量高震动等级为R级降振级机械零部件加工精度高并采用专用高精度轴承可以高速运转
强制通风散热系统全部采用进口轴流风机超静音高寿命强劲风力保障马达在任何转速下得到有效散热可实现高速或低速长期运行
经AMCAD软件设计的YP系列电机与传统变频电机相比较具备更宽广的调速范围和更高的设计质量经特殊的磁场设计进一步抑制高次谐波磁场以满足宽频节能和低噪音的设计指标具有宽范围恒与功率调速特性调速平稳无转矩脉动
与各类变频器均具有良好的参数匹配配合矢量控制可实现零转速全转矩低频大力矩与高精度转速控制位置控制及快速动态响应控制YP系列变频专用电机可配制刹车器编码器供货这样即可获得精准停车和通过转速闭环控制实现高精度速度控制
采用减速机+变频专用电机+编码器+变频器实现超低速无级调速的精准控制YP系列变频专用电机通用性好其安装尺寸符合IEC标准与一般标准型电机具备可互换性[1] 变频电机试验一般需要采用变频器供电由于变频器输出频率具有较宽的变化范围且输出的波含有丰富的谐波传统的及功率计已经不能满足试验的测量需要应该采用及变频功率变送器等
标准化是响应节能减排针对电机能效提升计划而推出的新型试验系统标准化电机试验台将复杂系统标准化仪器化提高了系统可靠性简化了安装调试过程降低了系统成本标准化电机试验台由试验电源电参数测试系统试验电机试验测控报表软件等构成
试验台由两台试验电源分别驱动对拖的两台电机一台作电动机运行一台作发电机运行试验电源采用静止变频电源两台试验电源共用整流单元发电机发出的电能经过试验电源反向整流为直流电后供电动机试验电源的逆变单元使用电网只需补充两台电机的损耗相比电力测功机等直接消耗方案可节约用电70%~90%
电参数测试系统采用由和构成的因此既能满足工频电机的低频堵转超速等试验测试需要也能满足变频电机试验测试需要还可对试验电源的谐波等参数进行测试分析
试验测控系统采用分布式测控系统主要用于测量扭矩转速温度等非电量参数和试验过程中需要监视的电参量
试验过程由电机试验测控报表软件控制试验结束自动出具试验报告和电机合格判定旋转电机_定额和性能
旋转电机(牵引电机除外)确定损耗
三相异步电动机试验方法
变频器供电三相笼型感应电动机试验方法
中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级1试验电源
满足试验标准对电机试验电源的要求受程序控制进行相应操作
2变频功率分析仪
满足性能设计要求变频功率传感器对试验过程中主要电参量进行测量通过传输到试验台变频功率分析仪
3开关量测控
采用完成对包括电源柜测量开关柜等系统中所有开关的控制和测试
4非电量测试
采用分布式测控系统完成对8路和1路及进行测试通过传输到试验台变频功率分析仪
5自动化试验台
通过各接口完成对设备的通信控制获得试验过程的电量和非电量测量数据
根据试验项目完成对试验电源的配置对开关状态进行控制通过软件设计实现试验项目的过程控制完成试验过程并获取相应的试验数据
根据标准对试验过程获得的数据进行处理获得试验结果形成试验报告
试验报告存储打印[2]已经成为主流的调速方案可广泛应用于各行各业无级变速传动
特别是随着变频器在工业控制领域内日益广泛的应用变频电机的使用也日益广泛起来可以这样说由于变频电机在变频控制方面较普通电机的优越性凡是用到变频器的地方我们都不难看到变频电机的身影对普通异步电动机来说在设计时主要考虑的性能参数是过载能力启动性能效率和而Inverter Motor由于临界转差率反比于电源频率可以在临界转差率接近1时直接启动因此过载能力和启动性能不在需要过多考虑而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力一般如下
1 尽可能的减小电阻
减小定子电阻即可降低基波铜耗以弥补引起的铜耗
2为抑制电流中的高次谐波需适当增加电动机的但转子槽漏抗较大其集肤效应也大高次谐波铜耗也增大因此电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性
3变频电动机的主一般设计成不饱和状态一是考虑高次谐波会加深磁路饱和二是考虑在低频时为了提高而适当提高的输出电压在结构设计时主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构振动噪声等方面的影响一般注意以下问题
1绝缘等级一般为F级或更高加强对地绝缘和线匝绝缘强度特别要考虑绝缘耐冲击的能力
2对电机的振动噪声问题要充分考虑电动机构件及整体的刚性尽力提高其固有频率以避开与各次力波产生共振现象
3冷却方式一般采用强迫通风冷却即主电机散热风扇采用独立的
4防止轴电流措施对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施主要是易产生磁路不对称也会产生轴电流当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时轴电流将大为增加从而导致轴承损坏所以一般要采取绝缘措施
5对恒功率变频电动机当转速超过3000r/min时应采用耐高温的特殊润滑脂以补偿轴承的温度升高我们使用的变频器主要采用交直交方式VVVF变频或矢量控制变频先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源然后再把直流电源转换成频率电压均可控制的交流电源以供给电动机变频器的电路一般由整流中间直流环节逆变和控制4个部分组成整流部分为三相桥式不可控逆变部分为IGBT三相桥式逆变器且输出为PWM波形中间直流环节为滤波直流储能和缓冲无功功率1什么是变频器
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置
2和的不同点是什么
PWM是英文Pulse Width Modulation(宽度调制)缩写按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度以调节输出量和波形的一种调制方式
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度以调节输出量值和波形的一种调制方式
3电压型与电流型变频器有什么不同
变频器的主电路大体上可分为两类电压型是将的直流变换为交流的变频器直流回路的滤波是电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器其直流回路滤波是电感
4为什么变频器的电压与电流成比例的改变
电机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的在额定频率下如果电压一定而只降低频率那么磁通就过大磁回路饱和严重时将烧毁电机因此频率与电压要成比例地改变即改变频率的同时控制变频器输出电压使电动机的磁通保持一定避免弱磁和磁饱和现象的产生这种控制方式多用于风机泵类节能型变频器
5电动机使用工频电源驱动时电压下降则电流增加对于变频器驱动如果频率下降时电压也下降那么电流是否增加
频率下降低速时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变
6采用变频器运转时电机的起动电流怎样
采用变频器运转随着电机的加速相应提高频率和电压起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同为125%~200%)用工频电源直接起动时起动电流为6~7倍因此将产生机械电气上的冲击采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)起动电流为额定电流的1.2~1.5倍起动转矩为70%~120%额定转矩对于带有转矩自动增强功能的变频器起动转矩为100%以上可以带全负载起动
7V/f模式是什么意思
频率下降时电压V也成比例下降这个问题已在回答4说明V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的通常在控制器的存储装置ROM中存有几种特性可以用开关或标度盘进行选择
8按比例地改V和f时电机的转矩如何变化
频率下降时完全成比例地降低电压那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向因此在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动可以采用各种方法实现,有自动进行的方法选择V/f模式或调整电位器等方法
9在说明书上写着变速范围60~6Hz即101那么在6Hz以下就没有输出功率吗
在6Hz以下仍可输出功率但根据电机温升和起动转矩的大小等条件最低使用频率取6Hz左右此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题变频器实际输出频率起动频率根据机种为0.5~3Hz.
10对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定是否可以
通常情况下时不可以的在60Hz以上也有50Hz以上的模式电压不变大体为恒功率特性在 高速下要求相同转矩时必须注意电机与变频器容量的选择
11所谓开环是什么意思
给所使用的电机装置设速度检出器PG将实际转速反馈给控制装置进行控制的称为闭环 不用PG运转的就叫作开环多为开环方式也有的机种利用选件可进行PG反馈.
12实际转速对于给定速度有偏差时如何办
开环时变频器即使输出给定频率电机在带负载运行时电机的转速在额定转差率的范围内1%~5%变动对于要求调速精度比较高即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合可采用具有PG反馈功能的变频器选用件
13如果用带有PG的电机进行反馈后速度精度能提高吗
具有PG反馈功能的变频器精度有提高但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率
14失速防止功能是什么意思
如果给定的过短变频器的输出频率变化远远超过转速电角频率的变化变频器将因流过过电流而跳闸运转停止这就叫作失速为了防止失速使电机继续运转就要检出电流的大小进行频率控制当加速电流过大时适当放慢加速速率减速时也是如此两者结合起来就是失速功能
15有加速时间与减速时间可以分别给定的机种和加减速时间共同给定的机种这有什么意义
加减速可以分别给定的机种对于短时间加速缓慢减速场合或者对于小型机床需要严格给定的场合是适宜的但对于风机传动等场合加减速时间都较长加速时间和减速时间可以共同给定
16什么是再生制动
电动机在运转中如果降低指令频率则电动机变为异步发电机状态运行作为制动器而工作这就叫作再生电气制动
17是否能得到更大的制动力
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中由于电容器的容量和耐压的关系通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%如采用选用件可以达到50%~100%
18为什么用连续负载时变频器的保护功能就动作
用离合器连接负载时在连接的瞬间电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化流过的大电流导致变频器过电流跳闸不能运转
19在同一工厂内大型电机一起动运转中变频器就停止这是为什么
电机起动时将流过和容量相对应的起动电流电机定子侧的变压器产生电机容量大时此压降影响也大连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断因而有时保护功能IPE动作造成停止运转
20什么是变频分辨率有什么意义
对于的变频器即使频率指令为模拟信号输出频率也是有级给定这个级差的最小单位就称为变频分辨率
变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如分辨率为0.5Hz那么23Hz的上面可变为23.524.0 Hz因此电机的动作也是有级的跟随这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题在这种情况下如果分辨率为0.015Hz左右对于4级电机1个级差为1r/min 以下也可充分适应另外有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同
21装设变频器时安装方向是否有限制
变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的上下的关系对通风也是重要的因此对于单元型在盘内挂在墙上的都取纵向位尽可能垂直安装
22不采用软起动将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以
在很低的频率下是可以的但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近将流过大的起动电流6~7倍额定电流由于变频器切断过电流电机不能起动
23电机超过60Hz运转时应注意什么问题 超过60Hz运转时应注意以下事项:
(1) 机械和装置在该速下运转要充分可能机械强度噪声振动等
(2) 电机进入恒功率输出范围其输出转矩要能够维持工作风机泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加所以转速少许升高时也要注意
(3) 产生轴承的寿命问题要充分加以考虑
(4) 对于中容量以上的电机特别是2极电机在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨
24变频器可以传动电机吗
根据的结构和不同需要注意若干问题在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限采用油润滑时在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等
25变频器能用来驱动单相电机吗可以使用单相电源吗
基本上不能用对于开关起动式的单相电机在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组对于电容起动或电容运转方式的将诱发电容器爆炸变频器的电源通常为3相但对于小容量的也有用单相电源运转的机种
26变频器本身消耗的功率有多少
它与变频器的机种运行状态使用频率等有关但要回答很困难不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%据此可推算损耗但内藏再生制动式FR-K变频器如果把制动时的损耗也考虑进去功率消耗将变大对于操作盘设计等必须注意
27为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却若速度降低则冷却效果下降因而不能承受与高速运转相同的发热必须降低在低速下的负载转矩或采用容量大的变频器与电机组合或采用专用电机
28使用带制动器的电机时应注意什么
制动器回路电源应取自变频器的输入侧如果变频器正在输出功率时制动器动作将造成过电流切断所以要在变频器停止输出后再使制动器动作
29想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机电机却不动请说明原因
变频器的电流流入改善功率因数用的电容器由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动作为对策请将电容器拆除后运转甚至改善功率因数在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的
30变频器的寿命有多久
变频器虽为静止装置但也有像滤波电容器冷却风扇那样的消耗器件如果对它们进行定期的维护可望有10年以上的寿命
31变频器内藏有冷却风扇风的方向如何风扇若是坏了会怎样
对于小容量也有无冷却风扇的机种有风扇的机种风的方向是从下向上所以装设变频器的地方上下部不要放置妨碍吸排气的机械器材还有变频器上方不要放置怕热的零件等风扇发生故障时由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护
32装设变频器时安装位置是否有限制
应基本收藏在盘内问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大占用空间大成本比较高其措施有
1盘的设计要针对实际装置所需要的散热
2利用铝散热片翼片等增加冷却面积
3 采用热导管
此外已开发出变频器背面可以外露的型式
33想提高原有输送带的速度以80Hz运转变频器的容量该怎样选择
设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性像输送带这样的恒转矩特性负载增速时容量需要增大为80/50≈1.6倍电机容量也像变频器一样增大1变频节能
由流体力学可知P功率=Q流量╳ H压力流量Q与转速N的一次方成正比压力H与转速N的平方成正比功率P与转速N的立方成正比如果水泵的效率一定当要求调节流量下降时转速N可成比例的下降而此时轴输出功率P成立方关系下降即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系例如一台水泵电机功率为55KW当转速下降到原转速的4/5时其耗电量为28.16KW省电48.8%当转速下降到原转速的1/2时其耗电量为6.875KW省电87.5%.
不但增加线损和设备的发热更主要的是功率因数的降低导致有功功率的降低大量的无功电能消耗在线路当中设备使用效率低下浪费严重由公式P=S╳COSФQ=S╳SINФ其中S－视在功率P－有功功率Q－无功功率COSФ－功率因数可知COSФ越大有功功率P越大普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间使用变频调速装置后由于变频器内部滤波电容的作用COSФ≈1从而减少了无功损耗增加了电网的有功功率
3软启动节能
由于电机为直接启动或Y/D启动启动电流等于(4-7)倍额定电流这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击而且还会对电网容量要求过高启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大对设备的使用寿命极为不利而使用变频节能装置后利用变频器的软启动功能将使启动电流最大值也不超过额定电流减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求延长了设备和阀门的使用寿命节省了设备的维护费用
变频器可以省电这是不可磨灭的事实在某些情况下可以节电40%以上但是某些情况还会比不接变频器浪费
变频器是通过轻负载降压实现节能的拖动转距负载由于转速没有多大变化即便是降低电压也不会很多所以节能很微弱但是用在风机环境就不同了当需要较小的风量时刻电机会降低速度我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比所以电机的转距会急剧下降节能效果明显如果我们用在油井上就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电
当然如果环境要求必须调速变频器节能效果还是比较明显的不调速的场合变频器不会省电只能改善功率因数
1如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下一个使用变频器一个没有同时转速和扭矩都在电机的额定状态下那么变频器还能省电吗能省多少呢
答对于这种情况变频器只能改善功率因数并不能节省电力
2如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作频率转速还是一样50HZ有变频器的那个能省多少电
答如果使用了自动节能运行这个时刻变频器能降压运行可以节省部分电能但是节电不明显
3同样的条件空载状态下能省多少这三种状态下哪个省的更多1具备有启动功能
2采用设计减少了和转子的阻值
3适应不同工况条件下的频繁变速
4在一定程度上节能
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