襄陽(yang)螺杆式(shi)空壓機(ji)的旋轉(zhuan)速度可(ke)自由地(di)改變的(de)原因有(you)哪些呢(ne)?
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1. 電機(ji)的旋轉(zhuan)速度為(wei)什麼能(neng)夠自由(you)地改變(bian)?
電機旋(xuan)轉速度(du)單位:r/min 每(mei)分鐘旋(xuan)轉次數(shu),也可表(biao)示為rpm.
例(li)如:2極電(dian)機 50Hz 3000 [r/min]
4極電(dian)機 50Hz 1500 [r/min]
結論(lun):電機的(de)旋轉速(su)度同頻(pin)率成比(bi)例
感應(ying)式交流(liu)電機(以(yi)後簡稱(cheng)為電機(ji))的旋轉(zhuan)速度近(jin)似地确(que)決于電(dian)機的極(ji)數和頻(pin)率。由電(dian)機的工(gong)作原理(li)決定電(dian)機的極(ji)數是固(gu)定不變(bian)的。由于(yu)該極數(shu)值不是(shi)一個連(lian)續的數(shu)值(為2的(de)倍數,例(li)如極數(shu)為2,4,6),所以(yi)一般不(bu)适合通(tong)過改變(bian)該值來(lai)調整電(dian)機的速(su)度。
另外(wai),頻率能(neng)夠在電(dian)機的外(wai)面調節(jie)後再供(gong)給電機(ji),這樣電(dian)機的旋(xuan)轉速度(du)就可以(yi)被自由(you)的控制(zhi)。
因此,以(yi)控制頻(pin)率為目(mu)的的變(bian)頻器,是(shi)做為電(dian)機調速(su)設備的(de)設備。
n = 60f/p
n: 同(tong)步速度(du)
f: 電源頻(pin)率
p: 電機(ji)極對數(shu)
如果僅(jin)改變頻(pin)率而不(bu)改變電(dian)壓,頻率(lü)降低時(shi)會使電(dian)機處于(yu)過電壓(ya)(過勵磁(ci)),導緻電(dian)機可能(neng)被燒壞(huai)。因此變(bian)頻器在(zai)改變頻(pin)率的同(tong)時必須(xu)要同時(shi)改變電(dian)壓。輸出(chu)頻率在(zai)額定頻(pin)率以上(shang)時,電壓(ya)卻不可(ke)以繼續(xu)增加, 高(gao)隻能是(shi)等于電(dian)機的額(e)定電壓(ya)。
例如:為(wei)了使電(dian)機的旋(xuan)轉速度(du)減半,把(ba)變頻器(qi)的輸出(chu)頻率從(cong)50Hz改變到(dao)25Hz,這時變(bian)頻器的(de)輸出電(dian)壓就需(xu)要從400V改(gai)變到約(yue)200V。
2. 當電機(ji)的旋轉(zhuan)速度(頻(pin)率)改變(bian)時,其輸(shu)出轉矩(ju)會怎樣(yang)?
變頻器(qi)驅動時(shi)的起動(dong)轉矩和(he) 大轉矩(ju)要小于(yu)直接用(yong)工頻電(dian)源驅動(dong)。
電機在(zai)工頻電(dian)源供電(dian)時起動(dong)和加速(su)沖擊很(hen)大,而當(dang)使用變(bian)頻器供(gong)電時,這(zhe)些沖擊(ji)就要弱(ruo)一些。工(gong)頻直接(jie)起動會(hui)産生一(yi)個大的(de)起動起(qi)動電流(liu)。而當使(shi)用變頻(pin)器時,變(bian)頻器的(de)輸出電(dian)壓和頻(pin)率是逐(zhu)漸加到(dao)電機上(shang)的,所以(yi)電機起(qi)動電流(liu)和沖擊(ji)要小些(xie)。
通常,電(dian)機産生(sheng)的轉矩(ju)要随頻(pin)率的減(jian)小(速度(du)降低)而(er)減小。減(jian)小的實(shi)際數據(ju)在有的(de)變頻器(qi)手冊中(zhong)會給出(chu)說明。
通(tong)過使用(yong)磁通矢(shi)量控制(zhi)的變頻(pin)器,将改(gai)善電機(ji)低速時(shi)轉矩的(de)不足,甚(shen)至在低(di)速區電(dian)機也可(ke)輸出足(zu)夠的轉(zhuan)矩。
3. 當變(bian)頻器調(diao)速到大(da)于50Hz頻率(lü)時,電機(ji)的輸出(chu)轉矩将(jiang)降低
通(tong)常的電(dian)機是按(an)50Hz電壓設(she)計制造(zao)的,其額(e)定轉矩(ju)也是在(zai)這個電(dian)壓範圍(wei)内給出(chu)的。因此(ci)在額定(ding)頻率之(zhi)下的調(diao)速稱為(wei)恒轉矩(ju)調速。(T=Te, P<=Pe)
變(bian)頻器輸(shu)出頻率(lü)大于50Hz頻(pin)率時,電(dian)機産生(sheng)的轉矩(ju)要以和(he)頻率成(cheng)反比的(de)線性關(guan)系下降(jiang)。
當電機(ji)以大于(yu)50Hz頻率速(su)度運行(hang)時,電機(ji)負載的(de)大小必(bi)須要給(gei)予考慮(lü),以防止(zhi)電機輸(shu)出轉矩(ju)的不足(zu)。
舉例:電(dian)機在100Hz時(shi)産生的(de)轉矩大(da)約要降(jiang)低到50Hz時(shi)産生轉(zhuan)矩的1/2。
因(yin)此在額(e)定頻率(lü)之上的(de)調速稱(cheng)為恒功(gong)率調速(su)。(P=Ue*Ie)
4. 變頻器(qi)50Hz以上的(de)應用情(qing)況
大家(jia)知道,對(dui)一個特(te)定的電(dian)機來說(shuo),其額定(ding)電壓和(he)額定電(dian)流是不(bu)變的。 如(ru)變頻器(qi)和電機(ji)額定值(zhi)都是:15kW/380V/30A,電(dian)機可以(yi)工作在(zai)50Hz以上。
當(dang)轉速為(wei)50Hz時,變頻(pin)器的輸(shu)出電壓(ya)為380V,電流(liu)為30A。這時(shi)如果增(zeng)大輸出(chu)頻率到(dao)60Hz,變頻器(qi)的 大輸(shu)出電壓(ya)電流還(hai)隻能為(wei)380V/30A,很顯然(ran)輸出功(gong)率不變(bian). 所以我(wo)們稱之(zhi)為恒功(gong)率調速(su)。
這時的(de)轉矩情(qing)況怎樣(yang)呢? 因為(wei)P=wT (w:角速度(du), T:轉矩)。因(yin)為P不變(bian), w增加了(le), 所以轉(zhuan)矩會相(xiang)應減小(xiao)。
我們還(hai)可以再(zai)換一個(ge)角度來(lai)看:電機(ji)的定子(zi)電壓 U = E + I*R (I為(wei)電流,R為(wei)電子電(dian)阻, E為感(gan)應電勢(shi)) 可以看(kan)出,U、I不變(bian)時,E也不(bu)變。而E = k*f*X, (k:常(chang)數, f: 頻率(lü), X:磁通),所(suo)以當f由(you)50-->60Hz時, X會相(xiang)應減小(xiao)
對于電(dian)機來說(shuo),T=K*I*X(K:常數, I:電(dian)流,X:磁通(tong)),因此轉(zhuan)矩T會跟(gen)着磁通(tong)X減小而(er)減小。同(tong)時, 小于(yu)50Hz時,由于(yu)I*R很小,所(suo)以U/f=E/f不變(bian)時,磁通(tong)(X)為常數(shu),轉矩T和(he)電流成(cheng)正比。這(zhe)也就是(shi)為什麼(me)通常用(yong)變頻器(qi)的過流(liu)能力來(lai)描述其(qi)過載(轉(zhuan)矩)能力(li)。并稱為(wei)恒轉矩(ju)調速(額(e)定電流(liu)不變--> 大(da)轉矩不(bu)變)
結論(lun):當變頻(pin)器輸出(chu)頻率從(cong)50Hz以上增(zeng)加時,電(dian)機的輸(shu)出轉矩(ju)會減小(xiao)。
5、其他和(he)輸出轉(zhuan)矩有關(guan)的因素(su)
發熱和(he)散熱能(neng)力決定(ding)變頻器(qi)的輸出(chu)電流能(neng)力,從而(er)影響變(bian)頻器的(de)輸出轉(zhuan)矩能力(li)。
載波頻(pin)率:一般(ban)變頻器(qi)所标的(de)額定電(dian)流都是(shi)以 高載(zai)波頻率(lü), 高環境(jing)溫度下(xia)能保證(zheng)持續輸(shu)出的數(shu)值. 降低(di)載波頻(pin)率,電機(ji)的電流(liu)不會受(shou)到影響(xiang),但元器(qi)件的發(fa)熱會減(jian)小。
環境(jing)溫度:就(jiu)象不會(hui)因為檢(jian)測到周(zhou)圍溫度(du)比較低(di)時就增(zeng)大變頻(pin)器保護(hu)電流值(zhi)。
海拔高(gao)度:海拔(ba)高度增(zeng)加,對散(san)熱和絕(jue)緣性能(neng)都有影(ying)響。一般(ban)1000m以下可(ke)以不考(kao)慮. 以上(shang)每1000米降(jiang)容5%就可(ke)以了。