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變頻螺桿空壓機(jī)如何控制電機(jī)轉(zhuǎn)速?

2021-03-21 02:28:32

變頻螺桿空壓機(jī)主要由整流(交流變直流),、濾波、逆變(直流變交流),、制動單元、驅(qū)動單元,、檢測單元微處理單元等組成的,。

1. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變? 

電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位:r/min   每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù),,也可表示為rpm.  

例如:2極電機(jī) 50Hz 3000 [r/min]  

4極電機(jī) 50Hz 1500 [r/min]  

結(jié)論:電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例  

感應(yīng)式交流電機(jī)(以后簡稱為電機(jī))的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率,。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值(為2的倍數(shù),,例如極數(shù)為2,,4,6),,所以一般不適合通過改變該值來調(diào)整電機(jī)的速度。 

另外,,頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī),,這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制,。 

因此,以控制頻率為目的的變頻器,,是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備,。 

n = 60f/p  

n: 同步速度  

f: 電源頻率  

p: 電機(jī)極對數(shù)  

如果僅改變頻率而不改變電壓,頻率降低時會使電機(jī)處于過電壓(過勵磁),,導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞,。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時,,電壓卻不可以繼續(xù)增加,,只能是等于電機(jī)的額定電壓。 

例如:為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半,,把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz,,這時變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V。

2. 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度(頻率)改變時,,其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣,? 

變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動。 

電機(jī)在工頻電源供電時起動和加速沖擊很大,,而當(dāng)使用變頻器供電時,,這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動會產(chǎn)生一個大的起動起動電流,。而當(dāng)使用變頻器時,,變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的,所以電機(jī)起動電流和沖擊要小些,。 

通常,,電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減小(速度降低)而減小,。減小的實際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明,。 

通過使用磁通矢量控制的變頻器,將改善電機(jī)低速時轉(zhuǎn)矩的不足,,甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩,。 

3. 當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低  

通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計制造的,,其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的,。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。(T=Te, P<=Pe)  

變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時,,電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降,。 

當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時,電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮,以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足,。 

舉例:電機(jī)在100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2,。 

因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速。(P=Ue*Ie)  

4. 變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況  

大家知道,,對一個特定的電機(jī)來說,,其額定電壓和額定電流是不變的。 如變頻器和電機(jī)額定值都是:15kW/380V/30A,,電機(jī)可以工作在50Hz以上,。 

當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時,變頻器的輸出電壓為380V,,電流為30A,。這時如果增大輸出頻率到60Hz,變頻器的輸出電壓電流還只能為380V/30A,,很顯然輸出功率不變. 所以我們稱之為恒功率調(diào)速,。

這時的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?  因為P=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩)。因為P不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小,。 

我們還可以再換一個角度來看:電機(jī)的定子電壓 U = E + I*R (I為電流,,R為電子電阻, E為感應(yīng)電勢)  可以看出,U,、I不變時,,E也不變。而E = k*f*X, (k:常數(shù), f: 頻率, X:磁通),,所以當(dāng)f由50-->60Hz時, X會相應(yīng)減小  

對于電機(jī)來說,,T=K*I*X(K:常數(shù), I:電流,,X:磁通),,因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小。同時, 小于50Hz時,,由于I*R很小,,所以U/f=E/f不變時,磁通(X)為常數(shù),,轉(zhuǎn)矩T和電流成正比,。這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力。并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->轉(zhuǎn)矩不變)  

結(jié)論:當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時,,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會減小,。 

5、其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素  

發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力,,從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力,。 

載波頻率:一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以載波頻率,,環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值. 降低載波頻率,電機(jī)的電流不會受到影響,,但元器件的發(fā)熱會減小,。 

環(huán)境溫度:就象不會因為檢測到周圍溫度比較低時就增大變頻器保護(hù)電流值。

海拔高度:海拔高度增加,,對散熱和絕緣性能都有影響。一般1000m以下可以不考慮. 以上每1000米降容5%就可以了,。

來源:變頻器世界--空壓機(jī)網(wǎng)

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變頻螺桿空壓機(jī)

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