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用变频器做电源的电动机选用原则

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点击次数:  更新时间:2016-06-25 10:31:11  【打印此页】  【关闭

        用变频器做电源的电动机在进行调速传动时,首先要考虑的问题是如何选择满足调速要求的何种类型电动机及电动机应具备的特性。同时要考虑变频器与电动机匹配问题。所以对变频器也有选择问题。两者选择得好,方能达到最佳调速传动。


一、电动机选择的基本原则

        1、要清楚所选电动机的负载特性、转矩特性、温升及其限值、起动与起动电流及振动和噪声。这些特性应该由电机制造厂提供。


        2、负载的转矩特性:这是由所拖动的负载来确定的。


        3、电动机功率确定。由于用变频器做电源高次谐波含量较高,一般比工频电源供电时损耗大,温升较工频电源供电时有所增加,所以通常按工频电源供电时核算确定所需电动机功率后,一般的需再增加20%的功率做为变频器做电源时电动机的功率。


        这样选择既可以解决电动机温升不至于超出温升限值,也可以解决电动机在低速运行时转矩不足问题。


        4、电动机额定电压及额定频率的确定,有时根据调速传动的实际情况,不能选择标准电压及频率(如380V,50Hz),可以重新确定额定频率及电压、(如400V,35Hz),这时电动机就要按新确定的电压及频率进行设计。


        5、电动机的调速范围,必须确认允许最高频率范围。也就是说电动机允许最高转速、,它受下列因素限制:


        a、轴承的极限转速;


        b、风扇的强度;


        c、转子允许最高转速;


        d、其他结构件的强度。


        为此选电动机时,必须由制造厂提供电动机允许最高转速,或按用户提出的要求、,特殊设计及制造。


二、不同类型电动机的选择

1、普通标准鼠笼型电动机

        该类电动机即是系列生产的笼型电动机、,它与通用变频器组合,通常可以拖动风机、水泵、压缩机等类型的负载,也可以做为起重机平移机构电力拖动。按前面提到的选型原则核算转矩,电流及温升满足要求即可。该类电动机可适用V/f控制,在特定条件下也适用于矢量控制。


2、矢量控制专用电动机

        适应矢量控制的电动机,应是转动惯量小,且专门设计及零部件加工精度高,装配精度好的专用电动机系列,与之匹配变频器也是专用的。电动机的参数如定转子电阻、定转子电抗及激磁电抗和电流等均是特定的,如何满足矢量控制需要,供需双方要协商确定。


3、带制动器的电动机

        目前国内外生产的带制动器电动机,制动器通常为圆盘形制动器,分为交流电磁铁式及直流电磁铁式。在选择上要注意以下几点:


        a、制动器电源单独供电,一定接在变频器输入端。


        b、在工频以上频率下的速度制动时,要有足够的制动力矩,通常需要制动力矩与速度平方成正比。


        比较妥善的办法是变频器有再生制动回路或者选用制动单元,使速度降到很低再制动效果会更好,既平稳又可靠。


        c、一般带制动器的电动机均采用断电制动方式,所以在电动机切断电源同时,使制动器同步断电,方能使电动机立刻停转。


        d、变频器应具有检测制动器是否打开的功能,在制动器打开瞬间给电动机供电,否则不能供电。


4、变极电动机

        变极电动机采用变频器运转,可以在要求更广的调速范围内使用。但应注意以下几点:


        a、变换极数时,一定要在电动机停止后进行;


        b、要注意变频器的选择;


        c、要考虑电动机允许的最高转速。


5、防爆电动机

        以上叙述的各类电动机均可制成防爆的,选择原则均相同,不同之处要考虑防爆性能要求。所以电动机及变频器均要制成防爆的,这是制造厂要解决的问题。现只提一下选型时要注意的事项,就是防爆电气设备表面温度不能超过规定值,对增安型电动机还应考虑、T、E时间,所以在选电动机功率时,要根据负载情况核算电动机发热,留有余度是至关重要的。


6、转子为绕线型的电动机

        在设计选型时,不能选该类电动机,但在设备改造时,为使正在使用的电动机能够利用上,可以改成适用于变频调速需要的。改制的办法是将转子绕组短接变成鼠笼型。控制办法为低频下起动,使起动电流不超过电动机额定电流的2倍,然后再过渡到需要的转速。


        变频器与电动机组合进行调速传动时,若想达到最佳状态,必须考虑两者相互选择问题。比如变频器输出端的供电尽可能接近正弦波,损耗小,否则电动机振动和噪声大、温升高。变频器的安装及接线应注意抗干扰,干扰对运转会造成恶劣影响。类似这些问题,不是电动机自身能解决的。


三、齿轮电动机

        变频器与齿轮电动机组合进行调速传动时,应当根据电动机及齿轮部分特点进行选择。电动机部分选择前面已叙述过,考虑齿轮特点应注意几点。


        1、容许最高频率。转速过高齿面温度上升,润滑性能降低,齿轮会损坏。密封件也受转速高限制。


        2、容许最低频率。转速低时,齿轮不能得到充分润滑,由于结构原因低速时不能连续运行。


        3、最好选择齿轮减速比大点的,以提高转矩。


        电动机极数和减速机数量的选择在变频调速时,应当考虑合适的电动机极数和工作频率,必要时要增加减速机,三者同时考虑,才能得到满意的调速传动性能,对变频器、电动机的使用均有利。增加减速机还可以提高拖动转矩,可以解决电动机转矩不足问题。



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