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新型变频式电机的选择和利用的矛盾剖析

新型变频式电机的选择和利用的矛盾剖析

点击数:7587 次   录入时间:03-04 11:55:23   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础
 1概述

  马钢股份公司第二钢轧总厂型一分厂随着快节奏、高速度的生产,特别是在完成蓄热式加热炉的技术改造以后,产能得到大幅度的提升。精整区域所使用的定尺矫直机的矫直速度已经严重制约着生产,并且存在调整质量的问题。为此,我们对该矫直机的控制部分进行技术改造,采用变频器替代原有的电控设备,电机采用变频电机,取得了良好的经济效果。

  2电动机的负载特性

  变频器作为一种高效的电动机驱动设备在工业生产中得到广泛应用。我们在改造初期本着节省成本和减少备件品种数量的原则,想尽量使用原有的矫直机电机。其原有电机参数为:型号:JR127-8;额定功率:130 kW;额定转速:730 r/min;额定电流:248 A;额定电压:380 V;功率因数:0.86;额定转矩:2;转子飞轮矩:57 kgm 2;效率:92%。

  但是采用原有的标准电机在使用过程中发现存在种种问题。比如,电机因发热严重而烧毁,电机的维修使用寿命大大降低,在低速运行时变频器经常跳闸造成停产,设备的成本费用反而大幅增加等等。

  为此,我们查阅大量资料,对普通标准电机的负载特性进行了分析。

  2.1电流标准电机采用变频器拖动同采用工频电源由原来电控设备拖动相比,由于变频器输出电压、电流中所含高次谐波的影响,电机的效率、功率因数降低,电流增加。

  2.1.1对于同一负载,用变频器拖动与工频电源拖动相比,电流约增加10%。

  2.1.2标准电机的额定电压、额定频率通常用200 V或400 V的定额来表示,如200/200/220 V、50/60/60 Hz,设各定额下的额定电流分别为I 200/50、I 200/60、I 220/60或I 400/50、I 400/60、I 440/60,则各电流有下列关系(50 Hz时为最大):I 200/50>I 200/60>I 220/60或I 400/50>I 400/60>I 440/60。

  因此电机的温升也是50 Hz运转时为最大,在60 Hz运转时温度有余量。

  2.1.3标准电机用变频器拖动时,作为电机,根据上面(2.1.1)、(2.1.2)在60 Hz时可以在额定电流(额定转矩)下使用。

  但是,在50 Hz时温度余量小,所以必须降低负载转矩使用。另一方面,作为变频器,变频器的额电流的110%以上,50 Hz时为额定电流的100%以上。

  2.1.4一般的通用变频器,制造时是考虑对4极标准电机的电流值和各参数能满足运转。因此,当使用额定电流比标准电机大的电机(比如8极、10极等多极电机)时,就不能仅以电机的容量来选择变频器的容量,必须检查电流能否通过。

  2.1.5电机负载非常轻时,即使电机电流在变频器额定电流以内,也不能使用比与电机容量相对应的变频器小很多的变频器。这是因为电机的电抗随电机的容量而不同,即使电机电流相同,电机容量越大的脉动电流也越大,因此超过变频器的过电流容量。

  2.2额定电压、额定频率时的转矩特性标准电机制造时通常考虑在50 Hz和60 Hz两种频率下能以额定输出功率运转。

  如果把这种50 Hz、60 Hz可以通用的电机以两种频率运转,则:2.2.1 60 Hz运转与50 Hz运转相比,额定转速高,因而电机本身冷却用风扇的转速也高,冷却效果变好。

  2.2.2 60 Hz运转与50 Hz运转相比,多在高10%的电压下运转(例:220 V/50 Hz→220 V/60 Hz),此时运转电流与50 Hz运转相比约小10%左右。

  2.2.3即使50 Hz与60 Hz运转电压相同,60 Hz运转与50 Hz运转相比,空载电流小,所以运转电流也变小。

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