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三相电机额定50Hz,工作在变频70Hz会有什么情况发生,前提条件是不超载。

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楼主
发表于 2019-6-21 21:07:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
微信用户求助:三相电机额定50Hz,工作在变频70Hz会有什么情况发生,前提条件是不超载。答:三相电机额定50Hz,属于普通三相交流异步电动机,它在使用变频器进行调速V/F运转过程中只能够在比较小的分为内进行降频或升频使用,但是范围不能太大,否则由于普通电机的许多技术参数无法达到要求而会使电机严重发热而烧坏。
这是因为普通电机与变频电机的一些技术参数与制作工艺完全不一样。
①散热系统不一样
普通交流异步电动机内散热风扇跟风机机芯用同一条线,而变频电机中这两个是分开的。所以普通风机变频过低时,可能会因过热而烧掉。
2、它们的采用的绝缘等级不一样。
变频电机由于要承受高频磁场,所以绝缘等级要比普通电机高很多。变频电机加强了槽绝缘:绝缘材料加强和加大槽绝缘的厚度,以提高承受高频电压的水平。
3、电磁负荷曲线取样不一样。
普通电机工作点基本在磁饱和拐点,如果用做变频,易饱和,产生较高的激磁电流,而变频电机在设计时增大了电磁负荷,使磁路不易饱和。另外就是变频电机一般分为恒转矩专用电机,用于有反馈矢量控制的带测编码器速装置的专用电机以及中频电动机等。
4、机械强度不一样。其中包括电机的轴承,机座的机械强度远大于普通电机的材料。
这里拿普通四极电机来说,三相交流异步电动机的转速计算公式为: n=60f/p;其中n表示电动机的转速(转r/分min);60则表示每分钟(秒s); f则表示电源频率(赫兹Hz); p则表示电动机的磁场极对数。
从上面转速计算公式可以看出,要想改变电动机的转速只有两种方法,即;①改变电源频率; ②改变电动机定子线圈绕组的磁极对数。国家规定标准电源频率为50Hz,根据固定频率,代入计算公式,电动机的磁极对数与转速则成反比关系,即磁极对数越多,则电动机转速越低。当磁极对数p=1时,电机的旋转磁场的同步转速为 n=3000; 当p=2时,旋转磁场的同步转速n=1500;
p=3,n=1000; p=4,n=750; p=5,n=600;
由于三相异步交流电动机的转子电磁感应是靠定子旋转同步转速而感应的,它存在一个转差率,所以电机转子的转速永远达不到定子绕组线圈中的旋转磁场转速。正常四极三相电机转速为1450r/min;如果频率为70Hz时,根据计算公式 n=60fp=60×70/2=4200/2=2100r/min;频率上升20Hz,转速增加了600r/min,平均每秒钟增加10转。即使是不超载,普通电机时间稍微一长,电机会发热温度烧毁绕组线圈或由于转速增加而损坏轴承。

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沙发
 楼主| 发表于 2019-12-26 21:44:57 | 只看该作者
很多变频器,可以输出0-400HZ的频率,对于一些主轴电机,的确可以在这个频率下运行的,不过是特殊的电机了,普通的异步电机,一般都不能超频到100HZ来使用了,主要问题是轴承承受不了,但是70HZ以下,完全是可以长期工作使用的,请关注:容济点火器

实际上,对比异步电机的高频运转,异步电机更加要避免工作在低频状态,一般不宜低于8HZ下工作,主要是变频器使用斩波形式来输出方波模拟正弦波效果,低频时候脉冲个数少了,模拟的效果很差,电机会发热而且无力,转速波动很大。所以很多厂家设计的电机调速范围,一般都要避免运行在低频状态下,而让电机工作在高频状态,这样电机反而会工作得好。

电机在高频状态下,除了轴承会有影响外,似乎没有太多问题,只要扭力足够,避免让电流超过额定电流,运行起来会转速非常平稳。所以特斯拉汽车在使用变频器控制电机的时候,也是避免让电机低频运转,而是让电机工作在高频状态,然后通过一个齿轮来让高转速降低下来,保证扭矩和车轮的工作转速范围。

异步电机一般是靠轴来带动风机自我冷却,电机转速越高,风扇的转速越快,冷却效果反而会好很多。实践中也有一些偶尔开的设备,使用了100多HZ甚至200HZ的频率来运转普通异步电机,这样不是长期使用,也没有什么问题。

当然,超过50HZ的工作频率,电机处于恒功率调速状态,也就是转速越高,电机输出的扭力会越小,扭矩和转速是反比例关系,这时候需要考虑负载是否能拖动得了,一般就是保证电机的工作电流不要超过额定电流就可以。

还有一种情况,频率越高,电机声音会越大,噪音污染严重,对于长期在设备边上工作的人而言,会引起听力受损,所以建议使用带着耳塞来工作。

目前电机的倍频运行能去到多少,实际上很多都是经验数字,牌子不同效果也会有差异, 在机床行业和木工旋切机设备上,可以说全部都是超频运行,一般的经验值如下:

2极电机为20——65hz范围内长期运行.

   4极电机为25——75hz范围内长期运行.

   6极电机为30——85hz范围内长期运行.

   8极电机为35——100hz范围内长期运行.

讲白了,主要是考虑机械强度问题,如果材质好,绝缘等次高,动平衡理想,长期运行100HZ是不会有问题的,当然一般说的是进口电机了,国产的还是建议控制在70HZ以内了。

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