襄(xiāng)陽螺杆式空(kōng)壓機的旋轉(zhuan)速度可自由(yóu)地改變的原(yuán)因有哪些呢(ne)?
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1. 電機的旋(xuán)轉速度為什(shi)麼能夠自由(yóu)地改變?
電機(jī)旋轉速度單(dān)位:r/min 每分鐘旋(xuán)轉次數,也可(ke)表示為rpm.
例如(ru):2極電機 50Hz 3000 [r/min]
4極電(dian)機 50Hz 1500 [r/min]
結論:電機(ji)的旋轉速度(dù)同頻率成比(bi)例
感應式交(jiao)流電機(以後(hòu)簡稱為電機(jī))的旋轉速度(dù)近似地确決(jué)于電機的極(jí)數和頻率。由(yóu)電機的工作(zuò)原理決定電(diàn)機的極數是(shi)固定不變的(de)。由于該極數(shù)值不是一個(ge)連續的數值(zhi)(為2的倍數,例(lì)如極數為2,4,6),所(suǒ)以一般不适(shì)合通過改變(biàn)該值來調整(zheng)電機的速度(dù)。
另外,頻率能(neng)夠在電機的(de)外面調節後(hou)再供給電機(jī),這樣電機的(de)旋轉速度就(jiu)可以被自由(yóu)的控制。
因此(cǐ),以控制頻率(lü)為目的的變(biàn)頻器,是做為(wei)電機調速設(shè)備的設備。
n = 60f/p
n: 同(tóng)步速度
f: 電源(yuan)頻率
p: 電機極(ji)對數
如果僅(jǐn)改變頻率而(ér)不改變電壓(ya),頻率降低時(shí)會使電機處(chù)于過電壓(過(guò)勵磁),導緻電(dian)機可能被燒(shao)壞。因此變頻(pín)器在改變頻(pín)率的同時必(bi)須要同時改(gai)變電壓。輸出(chu)頻率在額定(dìng)頻率以上時(shí),電壓卻不可(ke)以繼續增加(jiā), 高隻能是等(děng)于電機的額(é)定電壓。
例如(rú):為了使電機(jī)的旋轉速度(dù)減半,把變頻(pín)器的輸出頻(pin)率從50Hz改變到(dào)25Hz,這時變頻器(qi)的輸出電壓(yā)就需要從400V改(gai)變到約200V。
2. 當電(diàn)機的旋轉速(sù)度(頻率)改變(bian)時,其輸出轉(zhuan)矩會怎樣?
變(biàn)頻器驅動時(shi)的起動轉矩(jǔ)和 大轉矩要(yào)小于直接用(yòng)工頻電源驅(qu)動。
電機在工(gōng)頻電源供電(diàn)時起動和加(jia)速沖擊很大(dà),而當使用變(biàn)頻器供電時(shí),這些沖擊就(jiù)要弱一些。工(gong)頻直接起動(dong)會産生一個(gè)大的起動起(qi)動電流。而當(dāng)使用變頻器(qì)時,變頻器的(de)輸出電壓和(he)頻率是逐漸(jian)加到電機上(shang)的,所以電機(jī)起動電流和(hé)沖擊要小些(xiē)。
通常,電機産(chǎn)生的轉矩要(yào)随頻率的減(jian)小(速度降低(di))而減小。減小(xiao)的實際數據(ju)在有的變頻(pín)器手冊中會(huì)給出說明。
通(tōng)過使用磁通(tōng)矢量控制的(de)變頻器,将改(gai)善電機低速(su)時轉矩的不(bu)足,甚至在低(di)速區電機也(yě)可輸出足夠(gou)的轉矩。
3. 當變(biàn)頻器調速到(dao)大于50Hz頻率時(shí),電機的輸出(chū)轉矩将降低(dī)
通常的電機(ji)是按50Hz電壓設(she)計制造的,其(qi)額定轉矩也(yě)是在這個電(dian)壓範圍内給(gěi)出的。因此在(zài)額定頻率之(zhi)下的調速稱(chēng)為恒轉矩調(diao)速。(T=Te, P<=Pe)
變頻器輸(shu)出頻率大于(yú)50Hz頻率時,電機(jī)産生的轉矩(ju)要以和頻率(lǜ)成反比的線(xiàn)性關系下降(jiang)。
當電機以大(dà)于50Hz頻率速度(du)運行時,電機(jī)負載的大小(xiao)必須要給予(yǔ)考慮,以防止(zhǐ)電機輸出轉(zhuǎn)矩的不足。
舉(jǔ)例:電機在100Hz時(shi)産生的轉矩(jǔ)大約要降低(di)到50Hz時産生轉(zhuǎn)矩的1/2。
因此在(zai)額定頻率之(zhi)上的調速稱(cheng)為恒功率調(diao)速。(P=Ue*Ie)
4. 變頻器50Hz以(yǐ)上的應用情(qing)況
大家知道(dào),對一個特定(ding)的電機來說(shuō),其額定電壓(yā)和額定電流(liu)是不變的。 如(ru)變頻器和電(dian)機額定值都(dou)是:15kW/380V/30A,電機可以(yǐ)工作在50Hz以上(shàng)。
當轉速為50Hz時(shi),變頻器的輸(shū)出電壓為380V,電(dian)流為30A。這時如(ru)果增大輸出(chu)頻率到60Hz,變頻(pin)器的 大輸出(chu)電壓電流還(hai)隻能為380V/30A,很顯(xian)然輸出功率(lü)不變. 所以我(wo)們稱之為恒(heng)功率調速。
這(zhe)時的轉矩情(qíng)況怎樣呢? 因(yin)為P=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩)。因為P不變(biàn), w增加了, 所以(yi)轉矩會相應(ying)減小。
我們還(hai)可以再換一(yī)個角度來看(kan):電機的定子(zǐ)電壓 U = E + I*R (I為電流(liu),R為電子電阻(zǔ), E為感應電勢(shì)) 可以看出,U、I不(bú)變時,E也不變(biàn)。而E = k*f*X, (k:常數, f: 頻率(lü), X:磁通),所以當(dāng)f由50-->60Hz時, X會相應(yīng)減小
對于電(diàn)機來說,T=K*I*X(K:常數(shu), I:電流,X:磁通),因(yīn)此轉矩T會跟(gen)着磁通X減小(xiǎo)而減小。同時(shi), 小于50Hz時,由于(yú)I*R很小,所以U/f=E/f不(bu)變時,磁通(X)為(wei)常數,轉矩T和(he)電流成正比(bǐ)。這也就是為(wei)什麼通常用(yòng)變頻器的過(guo)流能力來描(miáo)述其過載(轉(zhuan)矩)能力。并稱(chēng)為恒轉矩調(diào)速(額定電流(liu)不變--> 大轉矩(jǔ)不變)
結論:當(dang)變頻器輸出(chu)頻率從50Hz以上(shang)增加時,電機(ji)的輸出轉矩(jǔ)會減小。
5、其他(tā)和輸出轉矩(jǔ)有關的因素(su)
發熱和散熱(rè)能力決定變(biàn)頻器的輸出(chu)電流能力,從(cóng)而影響變頻(pin)器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
載波(bo)頻率:一般變(biàn)頻器所标的(de)額定電流都(dou)是以 高載波(bō)頻率, 高環境(jing)溫度下能保(bǎo)證持續輸出(chū)的數值. 降低(dī)載波頻率,電(dian)機的電流不(bu)會受到影響(xiǎng),但元器件的(de)發熱會減小(xiao)。
環境溫度:就(jiù)象不會因為(wei)檢測到周圍(wei)溫度比較低(di)時就增大變(bian)頻器保護電(diàn)流值。
海拔高(gao)度:海拔高度(dù)增加,對散熱(re)和絕緣性能(néng)都有影響。一(yi)般1000m以下可以(yǐ)不考慮. 以上(shang)每1000米降容5%就(jiù)可以了。