电动机变频后的带负载特性Word文档下载推荐.docx
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图2-11220V电动机配380V变频器
a)对基本频次的设定b)变频器与电动机的对应关系
7
(2)270V、70Hz电动机配380V变频器
图2-12270V、70Hz电动机配380V变频器
2.3.2转矩提高的预置重点
1.赔偿后的电流-转矩曲线
图2-13转矩赔偿后的电流—转矩曲线a)电压赔偿线b)赔偿后的电流曲线
8
2.选择举例
(1)风机的U∕f线选择
图2-14风机的U∕f线
a)风机的机械特征b)U∕f线的选择
(2)带式输送机的U∕f线选择
图2-15带式输送机的U∕f线
a)负载表示图b)负载机械特征c)U∕f线的选择
9
(3)变频器从传输带上拆下接至风机的U∕f线调整
图2-16变频器从传输带上拆下接至风机a)变频器接至传输带b)变频器接至风机
(4)离心浇铸机的U∕f线选择
图2-17离心浇铸机的U∕f线选择
a)离心浇铸机表示图b)机械特征c)U∕f线选择
10
2.4矢量控制方式
2.4.1矢量控制的基本思想
1.直流电动机的特色
图2-18直流电动机的调速
a)直流电动机构造表示图b)直流电动机电路c)调速后机械特征
2.矢量控制的基本思路
图2-19矢量控制框图a)频次给定b)控制框图
11
2.4.2电动机参数的自动丈量
1.矢量控制需要的参数
(1)电动机的铭牌数据——电压、电流、转速、磁极对数、效率等。
(2)电动机的绕组数据——定子电阻、定子漏磁电抗、转子等效电
阻、转子等效漏磁电抗、空载电流等。
2.自动丈量的有关功能
表2-1矢量控制有关功能(艾默生
TD3000)
功能码
功能含义
数据码及含义
F1.00
电动机种类选择
0:
异步电动机
F1.01
电动机额定功率
F1.02
电动机额定电压
F1.03
电动机额定电流
F1.04
电动机额定频次
F1.05
电动机额定转速
F1.09
自测定保护
严禁测定
1:
同意测定
F1.10
自测定进行
无操作
启动测定
2:
启动测定宏
12
2.4.3有反应矢量控制和无反应矢量控制
1.有反应矢量控制接法
图2-20有反应矢量控制方式
a)有反应矢量控制电路图b)机械特征曲线簇
2.有关功能
表2-2有反应矢量控制的有关功能(艾默生TD3000)
功能码名称
数据码及含义(或范围)
Fb.00
编码器每转脉冲数
0~9999p∕r
Fb.01
编码器旋转方向
0—正方向;
1—反方向
Fb.02
编码器断线后办理方法
0—以自由制动方式停机;
1—切换为开环V∕F控制方式
13
3.无反应矢量控制
图2-21无反应矢量控制方式
a)无反应矢量控制表示图b)机械特征曲线簇
4.矢量控制方式的合用范围
(1)矢量控制只好用于一台变频器控制一台电动机的状况下。
(2)电动机容量和变频器要求的配用电动机容量之间,最多只好相差一个品位。
(3)磁极数一般以2、4、6极为宜。
(4)特别电动机不可以使用矢量控制功能。
14
2.5变频调速的有效转矩线
2.5.1有效转矩线的观点
1.额定工作点与有效工作点
图2-22额定工作点与有效工作点
15
2.kU=k?
时的有效转矩线
图2-23
a)kU=k?
时的U∕f线
kU=k?
b)有效转矩线的形成
c)有效转矩线
2.5.2电动机变频后的有效转矩线
1.?
X≤?
N的有效转矩线
图2-24散热和有效转矩线的关系a)各样损失与转速的关系b)散热系数与转速的关系c)低频时的有效转矩线
16
2.有效转矩线的改良
图2-25有效转矩线的改良
a)改良前后的有效转矩线b)改良方法
.
X>?
?
U1X≡U1N,PM≯PMN
∵
最大输出电压与功率不变
∴fX↑→U∕?
比↓→主磁通Φ1↓→电磁转矩TMX↓?
X>?
N时有效转矩的大小与转速成反比:
TMEX=9550PMN∝1
nMXnMX
图2-26fX>fN时的机械特征和全频有效转矩线a)额定频次以上的机械特征b)全频有效转矩线
17
2.6拖动系统的传动机构
2.6.1常有的传动机构
图2-27常有的传动机构
a)连轴器b)带轮c)齿轮d)减速箱e)螺杆与螺母
18
2.6.2传动系统的折算
1.传动比
λ=nM
nL=nM
nL
依据输能量守恒的原则,有:
TM
nM
=TL
9550
=
TL=TM·
λ
TL
2.转矩与转速的折算
(1)折算的必需性
图2-28电动机和负载的工作点
(2)折算的基来源则
稳态过程:
折算前后,传动机构所传达的功率不变。
动向过程:
折算前后,旋转部分储藏的动能不变。
(3)折算公式
1)转速的折算
nL’=nL·
λ=nM
2)转矩的折算
TL’=TL
3)飞轮力矩的折算
(GDL2)’=GDL2
19
2.6.3调整传动比在实质工作中的应用
实例1某电动机,带重物作园周运动,如下图。
运转时,抵达A点后电动机开始过载,抵达B点时简单堵转,如何解决?
(上限频次为45Hz)
将传动比加大10%,则在电动机转矩同样的状况下,带负载能力也加大10%。
但这时的上限频次应加大为49.5Hz。
图2-29重物园周运动
实例2提高低限频次某恒转矩负载,电动机容量是22kW,额定转速为1470r∕min,传动比λ=4,采纳无反应矢量控制变频调速,在最低工作频次(4Hz)时运转不稳固,如何解决?
(满载运转频次范围
为4~40Hz)
计算如表2-3。
表2-3提高低限频次的计算
负载转速29.4r∕min~294r∕min
原传动比电动机转速117.6r∕min~1176r∕min
λ=4工作频次
4Hz~40Hz
改正传动比电动机转速
176.4r∕min~1764r∕min
λ=6工作频次
6Hz~60Hz
20
实例3传动比与电动机的起动
某锯片磨床,卡盘直径为2m,传动比λ=5;
电动机的容量为3.7kW。
1.存在问题
起动较困难,升速时间太长。
图2-30锯片磨床表示图
2.对策
将传动比增大为λ=7.5,可使折算到电动机轴上的飞轮力矩减小为本来的44%。
结果,卡盘能够在5s内起动起来。
21
2.7变频拖动系统的基本规律
2.7.1变频拖动系统一定知足的条件
1.电动机与负载的功率关系
图2-31拖动系统的功率关系
22
2.电动机与负载的转矩关系
图2-32拖动系统的转矩关系
2.7.2拖动系统的重要规律与常有误区
1.电动机降速后的有效功率
(1)规律一有效功率随转速降落
图2-33电动机的有效功率与转速
a)拖动系统b)高速时的功率c)低速时的有效功率
23
(2)常有误区丢掉减速器
图2-34丢掉减速器
2.负载升速后的有效功率
(1)规律二负载耗费功率与转速的关系
图2-35负载功率与转速的关系
a)拖动系统b)低速时的负载功率c)高速时的负载功率
24
(2)误区1加大工作频次来提高生产率
图2-36加大工作频次来提高生产率
(3)误区2减小传动比来提高生产率
图2-37减小传动比来提高生产率
25
3.电动机额定转矩与额定转速的关系
(1)基本关系
电动机的额定转矩与额定转速是:
TMN=9550PMN
nMN
∴在PMN同样的前提下,电动机额定转矩的大小与额定转速有关。
以不一样磁极对数的电动机为例,如表2-4所示。
表2-4
不一样磁极对数电动机的额定转矩(75kW)
磁极数(2p)
额定转速(nMN)
额定转矩(TMN)
2970r∕min
241N·
m
1480r∕min
484N·
980r∕min
731N·
(2)误区1减少磁极对数以减小体积
a)本来为
图2-38
6极电动机
减少磁极对数b)改变成
4极电动机
26
(2)误区2功率符合不等于带得动
某排粉机,本来用三相整流子电动机,容量:
160∕53.3kW,电流:
285∕175A,转速:
1050∕350r∕min。
改造为一般电动机变频调速时
电动机数据:
160kW,275A,1480r∕min。
运转状况:
转速为1050r∕min时,电动机过载,电流达316A。
(1)问题的重点
电动机的额定转矩不符
原电动机的额定转矩是:
TMN0=9550PMN
=9550160=1455N·
1050
改造后电动机的额定转矩是:
MN=9550160
=1032N·
T
1480
(2)解决方法
采纳6极电动机:
160kW,297A,980r∕min
TMN=9550160=1559N·
980
在1050r∕min时的工作频次:
fX=50×
1050=53.6Hz
在1050r∕min时的电动机转矩:
TMX=1559×
50=1454N·
m
53.6
27
2.8变频器的选型
2.8.1变频器容量的选择
1.电动机与变频器额定电流的比较
表2-5
电动机与变频器额定电流的比较
电动机容量(kW)
22.0
30.0
37.0
45.0
55.0
75.0
电动机额
2p=2
42.2
56.9
70.4
83.9
102.
140.1
定电流
2p=4
42.5
69.8
84.2
139.7
IMN(A)
p=
44.6
59.5
72.0
85.4
104.
142.4
2p=8
47.6
63.0
78.2
93.2
112.
152.8
康沃
60.0
91.0
150.0
森兰
115.
变频
英威腾
90.0
110.
安邦信
61.0
150.
器额
艾默生
152.0
定电
三菱
43.0
57.0
71.0
86.0
流
富士
安川G7
52.0
65.0
80.0
97.0
128.
165.0
ABB-800
103.0
141.
166.0
瓦萨CX
48.0
丹佛士
44.0
73.0
106.
147.0
28
2.电动机工况与变频器的选择
(1)电动机的温升
图2-39电动机的发热与散热a)发热曲线b)冷却曲线
(2)连续不变负载
图2-40连续不变负载的容量选择
29
(3)连续改动负载与断续负载
图2-41连续改动负载与断续负载的容量选择a)连续改动负载b)断续负载
(4)短时负载
图2-42短时负载的容量选择
a)刨床的刀架与横梁b)短时负载的温升曲线
30
3.一台变频器带多台电动机
(1)电路图
图2-43一台变频器带多台电动机
(2)多台电动机同时起动和运转
IN>1.05~1.1×
ΣIMN
(3)多台电动机分别起动
IN>1.05~1.1IMNK1
IST
K2
IST─电动机的起动电流(为额定电流的
5~7倍),A;
ΣIST─同时起动电动机的总起动电流,A;
K1─安全系数。
如后起动电动机都从停止状态起动时,K1=1.2;
如
后起动电动机有可能从自由制动状态下从头起动时,
K1=1.5~2;
K2──变频器的过载能力,K2=1.5。
31
2.8.2变频器的类型与选择
表2-6变频器的类型与应用
变频器类型
一般型
通
用
变
频高性能型
器
风机水泵用
专
起重机械用
频
常有型号举例康沃:
CVF-G1、G2森兰:
SB40、SB61安邦信:
AMB-G7英威腾:
INVT-G9时代:
TVF2000康沃:
CVF-V1
森兰:
SB80
英威腾:
CHV
台达:
VFD-A、B
艾默生:
VT3000
富士:
5000G11S
安川:
CIMR-G7
ABB:
ACS800
A-B:
PowerFlex700
瓦萨:
VACONNX
丹佛士:
VLT5000
西门子:
440
康沃、富士、安川等:
SB12
三菱:
FR-A140
TD2100
430
FR241E
ACC600
主要特色
只有V∕F控制方式,故:
机械特征略“软”;
调速范围较小;
轻载时磁路简单饱和。
拥有矢量控制功能,故:
机械特征“硬”;
调速范围大;
不存在磁路饱和问题。
若有转速反应,则:
机械特征很“硬”;
动向响应能力强;
调速范围很大;
可进行四象限运转。
P系列只有V∕F控制方式,但增添了:
节能功能;
和工频的切换功能;
睡眠和唤醒功能,等。
电梯用
注塑机用
张力控制用
TD3100
VS-676GL5
康沃:
CVF-ZS∕ZC
INVT-ZS5∕ZS7
TD3300
三垦:
SAMCO-vm05
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