襄陽螺杆式(shì)空壓機的旋轉速度可自由地改(gǎi)變的原(yuán)因有哪些呢?
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1. 電機的旋轉速度為(wéi)什麼能夠自由地改變?
電機旋轉速度單位:r/min 每分鐘旋轉次數,也可表示為rpm.
例如:2極電機 50Hz 3000 [r/min]
4極電(diàn)機 50Hz 1500 [r/min]
結論:電機的(de)旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比(bǐ)例
感應式交流電機(以後簡稱為電(diàn)機(jī))的旋轉速度近似地确決于電機的極數和頻率。由電機的工作原理(lǐ)決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于(yú)該極數值不是一個連續的數值(為2的倍數,例如極數為2,4,6),所以一般不适合通過改變該值來調整電機(jī)的速度。
另外,頻率能夠在電機的外面調節後再供給電機,這樣電機的旋轉速度就可以被(bèi)自(zì)由的(de)控制。
因此,以控制頻率為目(mù)的的變頻器,是做為電(diàn)機調速設備(bèi)的設備。
n = 60f/p
n: 同步速度
f: 電源頻率
p: 電機極(jí)對數
如果僅改變頻率而(ér)不改變電壓,頻率降低時會使電機處(chù)于(yú)過電壓(過勵磁),導緻(zhì)電(diàn)機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須(xū)要同時改變電(diàn)壓。輸出頻率在額定(dìng)頻率以上(shàng)時,電壓卻不可(kě)以繼續增加, 高隻能是等于電機的額定電壓(yā)。
例如:為了使電機的(de)旋(xuán)轉速度減半(bàn),把變頻器(qì)的輸出頻率從(cóng)50Hz改變到25Hz,這時變頻器的輸出(chū)電壓就需要從400V改變到約200V。
2. 當電機(jī)的旋轉速(sù)度(頻率)改(gǎi)變時,其輸(shū)出轉矩會怎樣?
變頻器驅動時的起動轉矩和 大轉矩要小于(yú)直接用工頻電源驅動。
電機在工頻電源供電時起動和加速(sù)沖擊很大,而當使用變頻器供電時,這些沖擊就要弱一些。工頻直接起(qǐ)動會産生一個大的(de)起動起動電流。而當(dāng)使用變頻器時,變頻器的(de)輸出電壓和頻率(lǜ)是逐漸加到電(diàn)機上的,所以電機起動電流和沖擊要小些。
通常,電機産生的轉矩要随(suí)頻率的減(jiǎn)小(速度降低)而減小。減小的實際數據在有的變頻器手冊中(zhōng)會給出(chū)說明。
通過使用磁通矢量控制的變頻器,将改善電機低速時轉矩的(de)不足,甚至在(zài)低速區電機也可輸出足夠的轉矩(jǔ)。
3. 當變頻器調速到大(dà)于50Hz頻率時,電機的輸出轉矩将(jiāng)降(jiàng)低(dī)
通常的電機是按50Hz電壓設計制造的,其額定轉矩也(yě)是在(zài)這個電壓範(fàn)圍内(nèi)給出的。因此(cǐ)在額定頻率之下的(de)調速稱為恒轉矩(jǔ)調速。(T=Te, P<=Pe)
變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時,電機産生的轉矩(jǔ)要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。
當電機以大(dà)于50Hz頻率速度運行時,電機負載的大小必須要給予(yǔ)考慮,以防(fáng)止電機輸(shū)出轉矩的不足。
舉例:電機在100Hz時産生的轉矩大約要降低到50Hz時産生轉矩(jǔ)的1/2。
因此在額定頻率之上的(de)調速稱為恒(héng)功率調速。(P=Ue*Ie)
4. 變頻器50Hz以上的應用情況
大家知道,對一個特定(dìng)的電機來說,其額定電壓和額定電流是不變的。 如變頻器和電機額定值都是:15kW/380V/30A,電機(jī)可以工作在50Hz以上。
當轉速為50Hz時,變頻器的(de)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 大輸出電壓電流還隻能為380V/30A,很顯然輸出功(gōng)率不變. 所以我們稱(chēng)之為恒功(gōng)率調速。
這(zhè)時的轉矩情況怎樣(yàng)呢? 因(yīn)為P=wT (w:角速度, T:轉矩)。因為P不變, w增加了, 所以(yǐ)轉矩會相應減小。
我們還可以再換(huàn)一個角度來看:電機的定子電(diàn)壓(yā) U = E + I*R (I為電流,R為電子電阻, E為感應電勢) 可以看出,U、I不變時,E也不變。而E = k*f*X, (k:常數, f: 頻率, X:磁通),所以當f由50-->60Hz時, X會(huì)相應減小
對于電機來說,T=K*I*X(K:常數, I:電流,X:磁通),因(yīn)此轉矩T會跟着磁通X減小而減小。同(tóng)時(shí), 小于50Hz時,由于I*R很小,所(suǒ)以(yǐ)U/f=E/f不變時,磁通(X)為常數,轉矩T和電流成正比。這也就是為什麼通常用變頻器的過流能力來(lái)描述其過載(轉矩)能力(lì)。并稱為(wéi)恒轉矩調速(額定電流不變--> 大轉矩不變(biàn))
結論:當變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時,電機的輸出轉矩會減小。
5、其他和輸出轉矩有關的因素
發熱(rè)和散熱能力決定變頻器的輸出電流能(néng)力,從而影響變頻器的輸出轉矩能力(lì)。
載波頻率:一般變頻器所标的額(é)定電流都是以 高載波頻率, 高環境(jìng)溫度下能保證持續輸出的數值. 降低載波頻率,電機的電流不會受(shòu)到影響(xiǎng),但元器件(jiàn)的發熱會減小。
環境溫度:就象不會因為檢測到周(zhōu)圍溫(wēn)度比較低時就增大變頻器保護電(diàn)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(kě)以(yǐ)不考慮. 以上每1000米降容5%就(jiù)可以了。