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      簡述關于變頻電機的頻率和電流之間的關系

      編輯:六安江淮電機網絡部  發布時間:2020-11-09 13:57:30  來源:六安江淮客戶服務中心
      摘要:變頻調速的基本控制方式與基準電壓、基準頻率的關系, 電機用變頻器調 速時有兩種情況 -- 基頻 ( 基準頻率 ) 以下調速和基頻以上調速。必須考慮的重要因素是: 盡量保持電機主磁通為額定值不變。 如果磁通過弱 ( 電壓過低 ) , 電機鐵心不能得到充分 利用, 電磁轉矩變小, 負載能力下降。
      簡述關于變頻電機的頻率和電流之間的關系 

            針對這個問題,六安江淮電機有限公司技術部根據有關系公式可參照分析:
      簡述關于變頻電機的頻率和電流之間的關系
      關系公式與分析 

            電機功率: P=1.732 × U × I × cos φ (0.86) ×η( 91% ); 

            電機電流: I=P/1.73 × U × cos φ ( 功率因素 ) ×η(效率) ;I:?電流; P:?功率 W;?U:?電壓 

            電機轉矩: T=9549 × P/n?; T: 轉矩; P: 功率 KW ; n: 轉速 

            電機轉速: n=60f/p , p 為電機極對數,例如四級電機的 p=2 ; 

            當頻率達 50Hz 時,電機達到額定功率,再增加頻率,其功率是不會再增的,會 保持額定功率。 

            電機轉矩在 50Hz 以下時,是與頻率成正比變化的;當頻率 f 達到 50Hz 時,電 機達到最大輸出功率,即額定功率;如果頻率 f 在 50Hz 以后再繼續增加,則輸出轉 矩與頻率成反比變化,因為它的輸出功率就是那么大了,你還要繼續增加頻率 f ,那么 套入上面的計算式分析,轉矩則明顯會減小。 

            轉速的情況和頻率是一樣的,因為電源電壓不變,六安江淮電機有限公司生產的變頻電機其頻率的變化直接反應的結果 就是轉速的同比變化,頻率增,轉速也增,它減另一個也減。 

      一、變頻調速的基本控制方式與基準電壓、基準頻率的關系, 電機用變頻器調 速時有兩種情況 -- 基頻 ( 基準頻率 ) 以下調速和基頻以上調速。必須考慮的重要因素是: 盡量保持電機主磁通為額定值不變。 如果磁通過弱 ( 電壓過低 ) , 電機鐵心不能得到充分 利用, 電磁轉矩變小, 負載能力下降。 如果磁通過強 ( 電壓過高 ) , 電機處于過勵磁狀態, 電機因勵磁電流過大而嚴重發熱。 

      二 、 根據電機原理可知,六安江淮電機有限公司生產的三相異步電機定子每相電動勢的有效值: E1=4.44f1N1 Φ m?式中: E1-- 定子每相由氣隙磁通感應的電動勢的有效值,V?; f1-- 定子頻率, Hz ; N1 ——定子每相繞組有效匝數 ; Φ m- 每極磁通量 由式中可以看出, Φ m 的值由 E1/f1 決定,但由于 E1 難以直接控制,所以在電動勢較高時,可忽略定 子漏阻抗壓降,而用定子相電壓 U1 代替。那么要保證Φ m 不變,只要 U1/f1 始終為 一定值即可。 這是基頻以下調速時的基本情況, 為恒壓頻比 ( 恒磁通 ) 控制方式, 屬于恒 轉矩調速。 

            三、 基準頻率 ( 50Hz ) 為恒轉矩調速區的最高頻率, 基準頻率所對應的電壓 (380V) 為即為基準電壓,是恒轉矩調速區的最高電壓,在基頻 (50Hz) 以下調速時,電壓會隨 頻率而變化,但兩者的比值不變。 

            四、在基頻以上調速時,頻率從基頻向上可以調至上限頻率值,但是由于電機定 子不能超過電機額定電壓,因此電壓不再隨頻率變化,而保持基準電壓值不變,這時 電機主磁通必須隨頻率升高而減弱,轉矩相應減小,功率基本保持不變,屬于恒功率 調速區??梢娀鶞暑l率為恒功率調速區的最低頻率,是恒轉矩調速區與恒功率調速區 的轉折點,而基準電壓值在整個恒功率調速區內不再隨頻率變化而改變。

            五、變頻電源負載的機械特性與基準電壓,基準頻率的設定合理地使用變頻器,必 須了解所驅動負載的機械特性。根據不同的使用目的,負載基本上可分為恒轉矩負載、 恒功率負載以及平方轉矩負載等三類。恒轉矩負載其所需轉矩基本不受速度變化的影 響 (T= 定值 ) ,對于該類負載,變頻器的整個工作區最好運行在基頻以下,這時變頻器 的輸出特性正好能滿足負載的要求。 

            六、 恒功率負載在轉速越高時, 所需轉矩越小 (T × N= 定值 ) , 對于恒功率負載來說, 電機的工作頻率若運行在基頻以上,其所要求的機械特性將與變頻器的輸出特性相吻 合。至于平方轉矩負載,它所要求的轉矩與轉速的平方成正比 (T/N2= 定值 ) ,電機應 運行在基頻以下較為合理。需要注意的是:平方轉矩負載的工作頻率絕不能超過工頻 即額定頻率 ( 除非變頻器容量大一個等級 ) 。否則變頻器與電機將嚴重過載。 

      補充分析: 

            一、 六安江淮電機的轉速與頻率成正比關系,平時的低電壓時,頻率不變,電機的轉速不 變,那么輸出的功率一定,電壓降低,電流會上升。當頻率下降時,電機的轉速下降, 那么輸出功率變小,自然電流會下降(控制在額定電流范圍),從而不會燒損電機。 

            二 、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變? 

            異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的, 在 額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴重時將 燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電 壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。 

            三、 失速防止功能是什么意思? 

            如果給定的加速時間過短, 變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速 (電角頻率) 的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運轉停止,這就叫作失速。為了防止失速使 電機繼續運轉,就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速 速率。減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。 

      結論闡述: 

            一、頻率和電流沒有直接的關系,頻率和電壓關系是高頻高壓,低頻低壓,電流 與負載有直接關系,負載大,電流就大。 

            二、對于變頻電機而言,變頻器一般為了保持電機磁通基本一致,頻率低時,電 壓也低,因此電流不一定大。 

            三、另外變頻器的頻率與電流沒有直接聯系,正常運行時,電流主要由負載決定, 負載越大,電流越大。反之就??; 

            四、頻率與電機轉速有正比關系,負載轉矩與電流有正比關系,而頻率和電流沒 啥關系。特別是 30Hz 到 50Hz 范圍,電機是恒轉矩特性,如果負載不變,電流的變 化和很小。盡管電機轉速在變化。 

      終上所述: 

            一、 當電機使用頻率在 30~50Hz 范圍使用出現電流偏小現象時說明電機負 載率不足而未達到額定負載的緣故; 

            二、變頻電機在負載運行時的允許負載電流為電機的額定電流。 

            三、電流和頻率不是線性關系,沒有直接的必然聯系,因此,無法確定計算 方法。 

            六安江淮電機有限公司生產的YP高壓變頻調速三相異步電動機具有高效節能、低噪聲、振動小、調速范圍廣、精度高和質量可靠、安裝使用及維護方便等優點??沈寗痈鞣N通用機械如壓縮機、通風機、水泵、切削機床、運輸機械及其它機械,被廣泛應用于電站、水廠、石化、礦山等各種工礦企業中作原動機用。



      關鍵詞:于變頻電機的頻率
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