襄(xiang)陽螺杆式(shì)空壓機的(de)旋轉速度(dù)可自由地(di)改變的原(yuan)因有哪些(xiē)呢?
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1. 電機的旋(xuan)轉速度為(wei)什麼能夠(gòu)自由地改(gai)變?
電機旋(xuán)轉速度單(dān)位:r/min 每分鐘(zhōng)旋轉次數(shu),也可表示(shi)為rpm.
例如:2極(jí)電機 50Hz 3000 [r/min]
4極電(diàn)機 50Hz 1500 [r/min]
結論:電(dian)機的旋轉(zhuǎn)速度同頻(pín)率成比例(li)
感應式交(jiāo)流電機(以(yǐ)後簡稱為(wéi)電機)的旋(xuán)轉速度近(jin)似地确決(jue)于電機的(de)極數和頻(pín)率。由電機(ji)的工作原(yuan)理決定電(dian)機的極數(shù)是固定不(bu)變的。由于(yu)該極數值(zhi)不是一個(ge)連續的數(shù)值(為2的倍(bèi)數,例如極(jí)數為2,4,6),所以(yi)一般不适(shì)合通過改(gǎi)變該值來(lai)調整電機(ji)的速度。
另(ling)外,頻率能(néng)夠在電機(ji)的外面調(diao)節後再供(gòng)給電機,這(zhe)樣電機的(de)旋轉速度(du)就可以被(bei)自由的控(kòng)制。
因此,以(yi)控制頻率(lü)為目的的(de)變頻器,是(shì)做為電機(ji)調速設備(bèi)的設備。
n = 60f/p
n: 同(tóng)步速度
f: 電(diàn)源頻率
p: 電(diàn)機極對數(shù)
如果僅改(gǎi)變頻率而(ér)不改變電(dian)壓,頻率降(jiang)低時會使(shi)電機處于(yu)過電壓(過(guo)勵磁),導緻(zhi)電機可能(neng)被燒壞。因(yin)此變頻器(qì)在改變頻(pín)率的同時(shi)必須要同(tong)時改變電(diàn)壓。輸出頻(pín)率在額定(ding)頻率以上(shang)時,電壓卻(que)不可以繼(ji)續增加, 高(gāo)隻能是等(děng)于電機的(de)額定電壓(ya)。
例如:為了(le)使電機的(de)旋轉速度(du)減半,把變(biàn)頻器的輸(shu)出頻率從(cong)50Hz改變到25Hz,這(zhe)時變頻器(qi)的輸出電(diàn)壓就需要(yào)從400V改變到(dào)約200V。
2. 當電機(jī)的旋轉速(sù)度(頻率)改(gai)變時,其輸(shū)出轉矩會(hui)怎樣?
變頻(pín)器驅動時(shi)的起動轉(zhuan)矩和 大轉(zhuǎn)矩要小于(yu)直接用工(gong)頻電源驅(qū)動。
電機在(zai)工頻電源(yuan)供電時起(qǐ)動和加速(sù)沖擊很大(da),而當使用(yong)變頻器供(gòng)電時,這些(xie)沖擊就要(yao)弱一些。工(gong)頻直接起(qǐ)動會産生(sheng)一個大的(de)起動起動(dòng)電流。而當(dang)使用變頻(pín)器時,變頻(pín)器的輸出(chū)電壓和頻(pin)率是逐漸(jian)加到電機(ji)上的,所以(yǐ)電機起動(dong)電流和沖(chòng)擊要小些(xie)。
通常,電機(ji)産生的轉(zhuan)矩要随頻(pin)率的減小(xiǎo)(速度降低(di))而減小。減(jiǎn)小的實際(ji)數據在有(you)的變頻器(qi)手冊中會(hui)給出說明(míng)。
通過使用(yòng)磁通矢量(liang)控制的變(biàn)頻器,将改(gai)善電機低(di)速時轉矩(jǔ)的不足,甚(shen)至在低速(sù)區電機也(ye)可輸出足(zu)夠的轉矩(jǔ)。
3. 當變頻器(qi)調速到大(da)于50Hz頻率時(shí),電機的輸(shu)出轉矩将(jiāng)降低
通常(cháng)的電機是(shi)按50Hz電壓設(shè)計制造的(de),其額定轉(zhuǎn)矩也是在(zai)這個電壓(ya)範圍内給(gei)出的。因此(cǐ)在額定頻(pin)率之下的(de)調速稱為(wéi)恒轉矩調(diào)速。(T=Te, P<=Pe)
變頻器(qi)輸出頻率(lǜ)大于50Hz頻率(lü)時,電機産(chǎn)生的轉矩(ju)要以和頻(pin)率成反比(bǐ)的線性關(guan)系下降。
當(dang)電機以大(dà)于50Hz頻率速(sù)度運行時(shi),電機負載(zai)的大小必(bì)須要給予(yu)考慮,以防(fáng)止電機輸(shu)出轉矩的(de)不足。
舉例(lì):電機在100Hz時(shí)産生的轉(zhuǎn)矩大約要(yào)降低到50Hz時(shí)産生轉矩(ju)的1/2。
因此在(zài)額定頻率(lǜ)之上的調(diao)速稱為恒(héng)功率調速(sù)。(P=Ue*Ie)
4. 變頻器50Hz以(yi)上的應用(yòng)情況
大家(jiā)知道,對一(yi)個特定的(de)電機來說(shuō),其額定電(dian)壓和額定(dìng)電流是不(bu)變的。 如變(biàn)頻器和電(dian)機額定值(zhí)都是:15kW/380V/30A,電機(jī)可以工作(zuò)在50Hz以上。
當(dang)轉速為50Hz時(shí),變頻器的(de)輸出電壓(ya)為380V,電流為(wéi)30A。這時如果(guo)增大輸出(chū)頻率到60Hz,變(bian)頻器的 大(dà)輸出電壓(yā)電流還隻(zhī)能為380V/30A,很顯(xian)然輸出功(gōng)率不變. 所(suǒ)以我們稱(cheng)之為恒功(gong)率調速。
這(zhè)時的轉矩(jǔ)情況怎樣(yàng)呢? 因為P=wT (w:角(jiǎo)速度, T:轉矩(ju))。因為P不變(bian), w增加了, 所(suǒ)以轉矩會(huì)相應減小(xiao)。
我們還可(kě)以再換一(yī)個角度來(lái)看:電機的(de)定子電壓(ya) U = E + I*R (I為電流,R為(wei)電子電阻(zǔ), E為感應電(diàn)勢) 可以看(kàn)出,U、I不變時(shi),E也不變。而(er)E = k*f*X, (k:常數, f: 頻率(lü), X:磁通),所以(yi)當f由50-->60Hz時, X會(hui)相應減小(xiao)
對于電機(ji)來說,T=K*I*X(K:常數(shù), I:電流,X:磁通(tong)),因此轉矩(jǔ)T會跟着磁(cí)通X減小而(ér)減小。同時(shí), 小于50Hz時,由(yóu)于I*R很小,所(suǒ)以U/f=E/f不變時(shi),磁通(X)為常(cháng)數,轉矩T和(hé)電流成正(zhèng)比。這也就(jiù)是為什麼(me)通常用變(bian)頻器的過(guò)流能力來(lai)描述其過(guò)載(轉矩)能(neng)力。并稱為(wéi)恒轉矩調(diao)速(額定電(dian)流不變--> 大(da)轉矩不變(bian))
結論:當變(biàn)頻器輸出(chu)頻率從50Hz以(yǐ)上增加時(shi),電機的輸(shū)出轉矩會(hui)減小。
5、其他(ta)和輸出轉(zhuǎn)矩有關的(de)因素
發熱(rè)和散熱能(neng)力決定變(biàn)頻器的輸(shu)出電流能(néng)力,從而影(yǐng)響變頻器(qì)的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
載(zǎi)波頻率:一(yī)般變頻器(qì)所标的額(e)定電流都(dōu)是以 高載(zai)波頻率, 高(gāo)環境溫度(du)下能保證(zhèng)持續輸出(chū)的數值. 降(jiàng)低載波頻(pin)率,電機的(de)電流不會(hui)受到影響(xiǎng),但元器件(jiàn)的發熱會(huì)減小。
環境(jìng)溫度:就象(xiang)不會因為(wei)檢測到周(zhōu)圍溫度比(bǐ)較低時就(jiù)增大變頻(pín)器保護電(diàn)流值。
海拔(bá)高度:海拔(ba)高度增加(jia),對散熱和(hé)絕緣性能(neng)都有影響(xiang)。一般1000m以下(xià)可以不考(kǎo)慮. 以上每(mei)1000米降容5%就(jiù)可以了。