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1、13-1 低频带负载能力2011年11月30日复习1、为什么变频时需要变压 (1) 因为随着频率的减小,电动机输出的功率逐步减小,(负载不变,电流不变),如果电压不减小,则输入功率仍不变,电机就会发热。(2)磁通保持不变的要求。根据 E1=4.44K1N1f1,如果要保持磁通不变,E1/f1=K(常数)一、异步电动机低频带负载能力当电动机输入频率f=50Hz时,变频器输出电压U=380V。三相异步电机 定子电势方程U1=E1+I1r1I1r1-电阻压降E1定子反电势U1电动机定子输入电压当频率下降时,由于磁通要保持不变,所以变频器输出电压减少,但是,如果负载转矩不变(即电流不变)。则电阻压降不
2、变,电阻压降在电源电压中占得比例将加大,也会导致磁通减小。例如:电动机的电阻压降30V,KU=Kf=7.6当运行频率f=50Hz, U1=380V,E1=350V,则E1/f1=7.0,这时磁通为额定磁通。当运行频率f=10Hz, U1=76V,E1=46V,则E1/f1=4.6,这时磁通为额定磁通66%。所以,低频运行时,磁通减小,电动机的临界转矩(最大)转矩减小,带负载能力所以,低频运行时,磁通减小,电动机的临界转矩(最大)转矩减小,带负载能力下降,如果身边要求重载启动就难以启动。下降,如果身边要求重载启动就难以启动。?如何解决低频带负载能力!答案:转矩提升转矩提升(转矩补偿)1.实验数据
3、分析:(1) 计算 U/f,比较是否相同(2) 计算 每组数据的电阻压降,比较是否相同(3)思考题:不同频率时,转矩提升相同吗? 2、转矩提升 (1) 概念:通过适当地补偿电压来增加磁通,从而增强电动机在低频时带负载能力的方法-转矩提升转矩提升 当运行频率f=50Hz, U1=380V,E1=350V,则E1/f1=7.0,这时磁通为额定磁通。当运行频率f=10Hz, U1=76V,E1=46V,则E1/f1=4.6,这时磁通为额定磁通66%,如果要使E1/f1=7.0(磁通为额定磁通),则 E1=70V,在76V基础上提升到100V,即提升24V。如果补偿得好,可以使低频时的临界转矩和额定频
4、率时一样大。转矩提升(转矩补偿)(1)转矩提升案例:某厂为离心浇铸机配一台变频器,当运行到40Hz以上时,浇铸机的罐内要灌入铁水,以备浇铸。灌入铁水后,电动机满负荷状态,有时还会短时间过载。所以在预置转矩提升时,把提升量预置为15%,结果,电动机启动时,当频率上升到10Hz时,变频器跳闸,显示“过流”,工程师认为转矩提升不够,把提升量预置为25%,结果,电动机启动时,当频率上升到6Hz时,变频器跳闸,显示“过流”。分析:电机数据:90KW,164.3A,1480r/min ,加铁水前的运行电流约为50A,加铁水后为160A,个别时170A。 40HZ以前,负荷率=50/164.3=30% 40
5、HZ以上,负荷率=160/164.3=97%因此,电动机启动时属于轻载状态。提升量预置为15%:补偿电压15%*380V=57V,10HZ时,变频器输出电压=7.6*10+57=133V,E1=133-30=103V,则E1/f1=103/10=10.3 ,因为额定磁通所需的E1/f1=7.0,所以磁通严重饱和,导致磁阻变小,电流增大而过流。学生计算提升量预置为25%数据。怎样和预置转矩提升例如:三菱变频器的说明书上写着:设定过大将导致电动机过热,基本原则是最大值约为10%。设定范围是1030%。 根据负载类型特点选择U/f线的类型。曲线恒转矩负载-天车 曲线恒功率负载-机床 曲线二次方率负载
6、风扇 根据负载需要的低频特性,决定转矩提升量1.手动提升怎样和预置转矩提升分段补偿预置时,用户首先根据负载需要,确定U/f线的大致形状,如图(C)中之所示。然后画出它的等效折线,如曲线、所示。最后,输出折线上各拐点的坐标,然后按拐点的坐标预置对应的频率和电压即可。怎样和预置转矩提升2、自动提升优点:自动补偿,每次补偿量相同。缺点:变频器在运行期间,始终处于自动搜索状态:当发现转矩不足时,增加一个U(如5V)试试看,如仍不足,则在增加,所以容易产生振荡。基本频率的调整案例:一个工厂,因为在郊区,电网电压偏低,通厂只有案例:一个工厂,因为在郊区,电网电压偏低,通厂只有350V左右,电动机带负载时有点吃力,电流偏大,他们也很想用变左右,电动机带负载时有点吃力,电流偏大,他们也很想用变频器,又怕用了以后带不动负载,能解决这个问题吗?频器,又怕用了以后带不动负载,能解决这个问题吗?降低基本频率降低基本频率50HZ-380V fXHZ-350Vfx=50*350/380=46HZ即把基本频率预置位46HZ,电动机磁通就是额定磁通了。U/f控制方式下,控制方式下, U/f比预置问题小结比预置问题小结1、在接近额定频率的高频段,与基本频率对应的电压常常等于额定电压,调整基本频率,实际上调节磁通的大小。2、低频运行时,可以通过预置转矩提升功能来改变磁通的大小。