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选择配套使用变频器的技巧

选择配套使用变频器的技巧

点击数:7832 次   录入时间:03-04 12:03:21   整理:http://www.55dianzi.com   变换电路

  3.高速传动变频器专用电动机作为高速传动制造高频电动机的历史较久。这种电动机使用转速为10000~300000 r/min,为了抑制高频铁损产生的温升,多采用水冷却。另外采用空气轴承、油雾轴承、磁轴承等,在结构上与一般电动机完全不同,是一种特殊电动机。

  另一方面,在通用变频器的普及方面,变频器的最高频率已上升到60、120、240 Hz,与此相应,高达10000 r/min左右的廉价高速电动机需求量也增加了。

  高速化时的问题有。

  (1)轴承的极限转速;(2)冷却风扇、端子的强度;(3)由于机械损耗的增加造成的轴承温度升高;(4)噪声的增加;(5)转子的不平衡等。

  为此,有去掉端环风叶、去掉冷却风扇(采用全封闭自冷或冷却风扇单独传动的强迫通风方式),设置平衡环等措施。


  4.带测速发电机的变频器专用电动机为变频器闭环控制而设计制造的带测速发电机的变频器专用电动机,多用于为了提高转速精度,要求采用转差频率控制的闭环控制。测速发电机的规格是三相交流式,能产生较高的输出电压。

  5.矢量控制用电动机矢量控制调速系统要求电动机惯性小,作为专用电动机已系列化。检出器采用磁编码器、光电编码器等,电动机为特殊构造时,变频器也是专用的。



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  普通齿轮电动机用变频器传动时的选择要点。

  齿轮电动机由作为动力源的电动机部分和将轴的旋转减速、传递给负载的齿轮部分构成。因此,齿轮电动机用变频器传动时,要分别考虑电动机(与一般电动机情况大体相同)和齿轮两部分。

  1.可能使用的频率范围一般的齿轮电动机是以工频电源的定速运转为前提制造的。因此,这种齿轮电动机用变频器增速或减速时可使用的范围,通常有下列限制。

  (1)容许最高频率容许最高频率取决于电动机和齿轮两部分中低的一个值。电动机部分的容许值与标准电动机情况大体相同,齿轮部分主要受下列因素限制。

  1)第1、第2齿轮的容许转速过高则齿面温度上升,润滑脂和油的润滑性能降低,或者由于离心力润滑剂飞散、润滑能力消失,这些都可能造成齿轮烧毁。

  2)油密封的容许转速过高,则防止齿轮箱漏油的油密封与轴间的摩擦将引起过热而烧毁齿轮。

  这些由齿轮部分限制的容许最高频率,通常比电动机部分的限制为低,所以一般来说,总是低于电动机单体的容许值。

  (2)容许最低频率

  容许最低频率受限于齿轮部分的润滑方式。润滑脂润滑时,即使在较低的转速下也可以使用。但对于油润滑,如果转速低于一定值,则齿轮部分就不能得到充分润滑,由于这种构造上的原因,通常在低速下不能连续运转。

  表3给出齿轮电动机可能使用的范围。不同厂家保证的使用范围也可能不同,所以要根据说明书分别确认。

表3  齿轮电动机可能使用频率范围 动机容量/KW 可能使用频率范围/Hz 润滑脂润滑 油润滑 4极 6极 8极 4极 6极 8极 0.1 0~120   0.2 0.3 0.4 0.75 1.5 0~90、0~120 2.2 3.7 0~70 0~100 0~120 25~90 35~120 50~120 5.5 7.5 11   15 22


  2.连续运行转矩特性齿轮电动机用变频器低速运转时,必须减小转矩(电流)使用,以补偿电动机冷却效果的恶化。图8所示出齿轮电动机可以连续运转的转矩特性。


  电动机用变频器运转有起动转矩小的问题。但对于齿轮电动机,如果在可能运转的范围内给定最高频率,然后增大减速比,那么就可以克服起动转矩不足而进行运转。

  其他注意事项如下:

  1)噪声同电动机单体一样,在高频时电动机的通风声增大,此外齿轮声也增大,所以在60Hz以上使用时要注意。

  2)齿轮电动机多带制动器,这种电动机用变频器传动时,制动器电压不能从变频器输出端引入,而必须从变频器输入端(电源侧)引入。



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  最近的通用变频器可以由内藏或作为选用件附加的再生制动单元得到制动转矩(因使用率、使用时间而不同,在10%以下)。但是为了电动机定位、安全急停车和停止中的保持,必须使用带机械式制动器的电动机。

  机械式制动器有各种结构,一般的带制动器的电动机种类如下:

  带制动器的电动机用变频器传动时,需要注意以下几点:

  (1)制动器电源一定要接在变频器的输入端,变频器的输出电压在低速时为低电压,所以电磁铁的吸力减弱,制动器将不能松开,因此,制动器电源不能同电动机一样接在变频器的输出侧。

  (2)从工频以上频率的转速停止时要注意这种制动器是将机械能利用摩擦变为热能消耗,为了防止制动盘的异常磨损、烧伤,因此规定容许制动能量为:


  由上式可以看出,制动能量与转速的二次方成比例,所以高速旋转时进行制动能量大。因此,通用制动器电动机用变频器传动时必须充分注意从工频以上开始的制动。最好先用变频器内藏再生制动电路,或者选用制动单元减速到工频以下,然后再用制动器制动。

  (3)低速时的松动音,高速时振动增大,制动衬是通过衬套安装在电动机轴上的,与此衬套多少有点间隙,在低速区有时发生松动音,对运行没有影响。另外,一般的制动器电动机,制动衬取得的动平衡是为了在工频下振动小,如果在工频以上的高频下运转,则振动增大,需要注意。

  (4)要在变频器主电路切断之后进行制动,如果在变频器输出电压加在电动机上进行制动。则电动机将流过堵转电流,因而保护动作,异常报警灯亮。

  下列情况制动不能使用变频器。

  ①原用圆锥形核心吸引力的电动机;②应用起动电流的电动机;③应用起动转矩的电动机。

  因为这些电动机不能产生充分制动的释放力。



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  采用2~4极变极电动机变速,改接引线即可。采用变频器运转可以在要求更广的调速范围时使用。

  变极电动机的变频器选择要点:

  (1)切换极数一定要在电动机停止后进行,如果在旋转中切换,切换时将流过很大电流,变频器过电流保护动作,使电动机处于自由停车状态,不能继续运转。

  (2)要注意变频器的选择,变极电动机的机座号比一般电动机大,电流也大,所以需要容量大数级的变频器。

  (3)要注意使用频率在工频电源下使用的变极电动机改为变频器传动时,转动部分的强度、轴承寿命等有限制。特别是要注意在高速极数下的工频以上的运转。



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  防爆电动机   在有爆炸性气体等危险场所,为了不使电动机成为灾害之源,要用合格的防爆电动机。近年来,由于节能和调速的要求,防爆电动机的变频器传动需求量正在增加。对于工频电源传动的原有和新设的防爆电动机,禁止随意使用变频器传动。一定要与变频器组合运转经检验合格才能使用。变频器要安装在防爆场所外。

  单相电动机  一般单相电容式电动机不适合通用变频器传动。

  有专用单相电容式电动机变频器。



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  绕线转子异步电动机的变频器选择要点:

  (1)电动机用变频器运行大多是利用已有的电动机。用变频器调速,可将绕线转子异步电动机的转子短路,去掉电刷和起动器,转子内阻较小,是一种高效的笼型异步机。由于电动机输出时的温度上升的问题,所以要降低10%以上容量。

  (2)与通用笼型电动机相比,绕线转子的阻抗小,因此容易发生谐波电流引起的过电流跳闸,所以应选择比通常容量稍大的变频器。

  (3)加减速时间的设定,由线绕转子电动机变速的负载,GD2(飞轮力矩)多数比较大,因此在设定加、减速时间时多留意。



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  对于压缩机、振动机等具有转矩波动的负载,以及像油压泵具有峰值负载的负载,如果按照电动机的额定电流或输出值决定变频器的话,有可能发生因峰值电流使过电流保护动作等意外现象。因此,应检查工频运行时的电流波形,选用比其最大电流更大额定输出电流的变频器,负载电流波形如图9所示。

电流

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