Содержание
Все о частотных преобразователях
Частотные преобразователи — это устройства для плавного изменения частоты вращения синхронных и асинхронных двигателей посредством изменения частоты питающего тока.
В современной технике благодаря простоте конструкции и обслуживания, небольшим габаритам, высокой надёжности, и низкой стоимости огромное распространение получили именно асинхронные электродвигатели.
При работе различных устройств, в качестве привода которых применяются асинхронные электродвигатели, часто возникает необходимость в регулировании их скорости вращения.
Исходя из формулы n = (1 — S)60f/p где n — скорость вращения ротора, S — скольжение, f- частота питающей сети, p — количество пар полюсов.
Существует три способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя:
- — изменение скольжения. Этот способ используется в двигателях с фазным ротором. В цепь фазного ротора вводится регулировочный реостат. При использовании этого способа можно получить большой диапазон регулирования частоты вращения в сторону понижения.
Однако этот способ имеет, и ряд недостатков, основным из которых является большие потери на регулировочном реостате (нагрев) т.е. снижение КПД. Как следствие этот способ применяют для кратковременного снижения частоты вращения.
- — изменение числа пар полюсов. Этот способ предполагает использование специальных двигателей (многоскоростных) имеющих более сложную обмотку статора, позволяющую изменять число пар полюсов, и короткозамкнутый ротор. Недостатком этого метода является ступенчатое регулирование (3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин – 1,2,3,4,5 обмотки с 1,2,3,4,5 парами полюсов соответственно), большая стоимость и громоздкость двигателя.
- — изменение частоты питающего тока (напряжения). На практике этот метод, в общем случае (самый простой), предполагает вместе с частотой изменять и действующее значение подведенного напряжения таким образом, что бы отношение U/f было постоянно. Это (изменение входного напряжения) делается для сохранения перегрузочной способности двигателя с изменением частоты сети.
В приводах центробежных насосов и вентиляторов, которые являются типичными представителями переменной механической нагрузки (момент нагрузки возрастает с увеличением скорости вращения) используется функция напряжения к квадрату частоты U/f 2 = сonst.
В более совершенных частотных регуляторах для управления скоростью вращения и электромагнитным моментом двигателя независимо, используется так называемое векторное управление. При этом виде управления необходимо управлять амплитудой и фазой статорного тока (т.е. вектором) в зависимости от положения ротора относительно обмотки статора в каждый момент времени.
Применение частотных регуляторов. Зачем нужен частотный регулятор?
Асинхронные двигатели имеют ряд недостатков (сложность регулирования скорости вращения, большие пусковые токи, относительно малый пусковой момент). Однако благодаря своей простоте, надежности и дешевизне получили огромное распространение в промышленности и быту. Применение же частотных регуляторов «устраняет» недостатки асинхронных двигателей и кроме этого позволяет избежать установки различного дополнительного оборудования, уменьшить потери в технологическом процессе, увеличить КПД самого двигателя, уменьшить износ, как самого двигателя, так и оборудования использующегося в данном технологическом процессе.
Рассмотрим более детально применение частотных регуляторов на примере насосного оборудования. Потери в технологической системе зависят от нагрузки создаваемой потребителями (на неё мы влиять не можем) и гидравлическим сопротивлением элементов этой системы. Так поддержание давления у потребителей на постоянном уровне при изменяющейся нагрузке, возможно только при использовании дополнительного оборудования (различных регуляторов давления, мембранных баков, дроссельных задвижек). Использование этого оборудования создает дополнительное гидравлическое сопротивление и как следствие снижает КПД системы в целом. При использовании частотного регулятора двигатель сам регулирует давление в сети посредством изменения частоты вращения. Кроме того при снижении технологической нагрузки уменьшая частоту вращения насоса, КПД самого насоса тоже возрастает. Таким образом достигается как бы двойной эффект увеличивается КПД системы в целом, за счёт исключения из системы лишнего гидравлического сопротивления и увеличение КПД самого насоса как агрегата.
Применение частотного регулятора также значительно снижает эксплуатационные затраты связанные с износом оборудования. Плавное регулирование вращения (и плавный пуск) практически полностью позволяют избежать как гидравлических ударов, так и скачков напряжения в электросети (особенно актуально в системах, где предусмотрен частый пуск/остановка насоса).
← Отопление по — новому, или как правильно выбрать котел для автономного отопления
|
Торцевые уплотнения, причины выхода со строя в насосах →
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Поиск на сайте DPVA Поставщики оборудования Полезные ссылки О проекте Обратная связь Ответы на вопросы. Оглавление
|
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация/ / Оборудование/ / Электродвигатели. Электромоторы. / / Синхронные скорости вращения асинхронных электродвигателей в зависимости от частоты (10-100 Гц) и числа полюсов (2-12), Таблица и формула для расчета. Поделиться:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Коды баннеров проекта DPVA.ru Консультации и техническая |
Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.Free xml sitemap generator |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Частота
— взаимосвязь частот асинхронного двигателя
Во-первых, я знаю, что это очень старый пост, но ответ с самым высоким рейтингом на этот вопрос немного сбивает с толку. Хотя механическая частота, которую они получают в герцах, технически является правильной механической частотой, если бы мы выразили ее в герцах, мы могли бы добавить немного больше пояснений к тому, как мы к ней пришли.
Основы электрического машиностроения, Пятое издание, Стивен Дж. Чепмен прекрасно объясняет функционирование асинхронных двигателей, и я настоятельно рекомендую всем, кто изучает двигатели в целом, попробовать эту книгу.
Вот то, что, как мне кажется, представляет собой лучшее объяснение:
Скольжение можно получить, используя следующее уравнение:
$$s = \frac{n\tiny{sync}\normalsize{-n}\tiny{m }}{n\tiny{sync}}*(100)$$
где,
$$n\tiny{m}\normalsize{\text{= скорость ротора (вала) двигателя}}$$
$$n\tiny{sync}\normalsize{\text{=скорость магнитных полей}}$$
Это дает вам процент скольжения, который представляет собой процентную разницу между вращением0007 механическая скорость ротора и частота вращения магнитного поля в статоре .
По отношению к вращению магнитного поля механическая частота вала меньше скорости вращения магнитного поля на процент скольжения, рассчитанный нами выше.
$$n\tiny{m}\normalsize{\text{= скорость ротора (вала) двигателя}}$$
$$n\tiny{sync}\normalsize{\text{=скорость магнитных полей}}$$
Для расчета частоты магнитного поля в роторе используем уравнение:
$$f\tiny{r}\normalsize{=f\tiny{s}\normalsize{*s}}$$
где,
$$f\tiny{s}\normalsize{\text{= частота магнитного поля в статоре}}$$
$$f\tiny{r}\normalsize{\text{= частота магнитного поля в роторе}}$$
$$s=скольжение$$
Частота магнитного поля, создаваемого током, индуцированным на роторе, прямо пропорциональна разности скоростей вращения между полем статора и механическим вращением ротора.
Итак, если мы хотим перейти от частоты статора к механической частоте, мы можем использовать:
$$f\tiny{m}\normalsize{= f}\tiny{s}\normalsize{*(1- s)}$$
где,
$$f\tiny{m}\normalsize{\text{= механическая частота ротора в герцах}}$$
Мы также можем сделать следующее:
Чтобы найти механическую частоту ротора, мы можем только реорганизовать исходное уравнение:
$$s = \frac{n\tiny{sync}\normalsize{-n}\tiny{m}}{n\tiny{sync}}$$
к
$$n\tiny{m}\normalsize{= n}\tiny{sync}\normalsize{-(s*n}\tiny{sync}\normalsize{)}$$
или
$$n\tiny{m}\normalsize{= n}\tiny{sync}\normalsize{(1-s)}$$
Если мы хотим изменить это на герцы, мы можем сделать это, переконфигурировав уравнение, которое мы используйте, чтобы найти скорость вращения магнитного поля в статоре:
$$n\tiny{sync} = \frac{\normalsize{120*f}\tiny{s}}{\normalsize{P}}$$
до
$$n\tiny{m} = \frac{\normalsize{120*f}\tiny{m}}{\normalsize{P}}$$
и, наконец:
$$f\tiny{m} = \frac{\normalsize{P*n }\tiny{m}}{\normalsize{120}}$$
Где:
$$P{\text{= количество полюсов в двигателе}}$$
$$f\tiny{m }\normalsize{\text{= механическая частота ротора в герцах}}$$
Надеюсь, это поможет будущим студентам, которые наткнутся на эту тему!
мощность — Расчет % нагрузки двигателей переменного тока при работе на частоте ниже номинального значения
спросил
Изменено
5 лет, 4 месяца назад
Просмотрено
6к раз
\$\начало группы\$
У меня есть трехфазный асинхронный двигатель с данными на заводской табличке:
- частота = 50 Гц
- ПФ = 0,86
- об/мин = 1475
- КПД = 94,2
- напряжение = 415 В
- ампер = 77 ампер
- л. с. = 60
с. = 60 Теперь этот двигатель работает на частоте 40 Гц, и необходимо рассчитать % нагрузки этого двигателя.
Итак, я следовал этому информационному бюллетеню на странице 3 и использовал эту формулу для расчета процента нагрузки.
$$\text{load}_\% = \frac{P_i}{P_n} \cdot 100$$
где: \$P_i\$ — потребляемая мощность, \$P_n\$ — номинальная мощность
$$P_n = \frac{\text{HP} \cdot 0.7457}{\eta_{fl}}$$
где: \$\eta_{fl}\$ — КПД при полной нагрузке
Узнать \$P_n\$, я использовал номинальное значение HP = 60 и \$\eta_{fl}\$ = 0,94. Поскольку двигатель работает на частоте 40 Гц, что меньше номинальной частоты (50 Гц), правильно ли использовать номинальные показания двигателя на частоте 50 Гц для расчета % нагрузки, работающей на частоте 40 Гц?
Или нужно внести изменения в расчет?
- мощность
- двигатель
- частота
- асинхронный двигатель
- нагрузка
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
При работе асинхронного двигателя на более низкой частоте наиболее важным изменением производительности является снижение скорости.
Синхронная скорость определяется как RPM = 120 X f / P, где f — частота (Гц), а P — количество полюсов двигателя (четное целое число). Номинальная скорость при 50 Гц для данного двигателя составляет 1475 об/мин. Синхронная скорость немного выше. Ближайшая скорость, удовлетворяющая формуле синхронной скорости при 50 Гц, равна 1500 (1500 = 120 X 50/4), так что это 4-полюсный двигатель. Так как номинальная скорость указана как 1475 об/мин, мы знаем, что проскальзывание при номинальной нагрузке составляет 1500 — 1475 = 25 об/мин. Мощность = крутящий момент (фунты — футы) X об/мин / 5252, поэтому номинальный крутящий момент составляет 214 фунтов. — фт. Поскольку номинальная мощность двигателя указывается в лошадиных силах, а не в ваттах, я предполагаю, что все номиналы должны соответствовать единицам измерения США. При необходимости единицы могут быть преобразованы.
При 40 Гц синхронная скорость будет 1200 об/мин. Проскальзывание при номинальной нагрузке можно удерживать на уровне 25 об/мин при пониженной частоте за счет снижения напряжения на соответствующую величину, приблизительно поддерживая постоянное соотношение В/Гц.
Это означает, что номинальная скорость будет 1175 об/мин при 40 Гц. Номинальный крутящий момент нагрузки может поддерживаться на уровне 50 Гц. Тогда номинальная мощность при 40 Гц составит 216 X 1175 / 5252 = 48,3 л.с.
Если напряжение двигателя можно регулировать таким образом, чтобы поддерживалась частота вращения скольжения, номинальный крутящий момент двигателя можно поддерживать вплоть до нулевой скорости. Для непрерывной работы с таким крутящим моментом двигатель необходимо надлежащим образом охлаждать. При частоте 40 Гц двигатель может не нуждаться в каких-либо специальных средствах охлаждения. Ниже этого уровня адекватное охлаждение становится все более трудным. Определение и поддержание оптимального напряжения также становится все более трудным по мере снижения частоты.
При подаче оптимального напряжения ток двигателя будет приблизительно пропорционален крутящему моменту и останется постоянным при снижении скорости при постоянном крутящем моменте нагрузки.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Ток возбуждения без нагрузки зависит от некоторого трения, но в основном от индуктивного сопротивления.
Таким образом, ток без нагрузки увеличивается на 50/40 или +25%, что увеличивает потери проводимости и снижает допустимый ток крутящего момента при полной нагрузке. Так как Hp =k * Torque * RPM и RPM регулируется на холостом ходу линией f, другое снижение Hp до 4/5 или 80% от номинального Hp с повышением температуры обмотки примерно на 3%
Крутящий момент такой же, как при запуске, но из-за более низкой противо-ЭДС от 80 % номинальной скорости вращения, крутящий момент при номинальной скорости увеличивается для того же приложенного напряжения, потери проводимости увеличиваются примерно на 5/4 или 125 % на холостом ходу и на 105 % при токе полной нагрузки . RPM составляет 4/5 от номинальной скорости, а Hp составляет 4/5 от номинальной для того же тока, но при повышении C на 5% из-за более низких потерь на индукционное сопротивление.
В целом, немного горячее, на 20% медленнее, но немного больше крутящего момента. из-за более низкого BEMF. Это может привести к большему износу подшипника при разбалансировке из-за виброперемещения при более низком значении f.
И эффективность падает до 5%
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
На самом деле нельзя рассчитать нагрузку НА двигателя, можно только измерить. Нагрузка — это то, что вы к ней подключаете .
Вы можете рассчитать НАГРУЗОЧНУЮ ВОЗМОЖНОСТЬ двигателя, и это будет следовать тому, что сказал мистер Коуи. Проще говоря, (F2/F1) x P1 = P2, где F = частота, а P = мощность. Итак, 40/50 = 0,8, х 60 л.с. = 48 л.с. Таким образом, при частоте 40 Гц ваш двигатель теперь CAPABLE 9.0166 мощностью 48 л.с. Магия частотно-регулируемого привода заключается в том, что этот двигатель по-прежнему способен развивать тот же КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ при частоте 40 Гц, что и при частоте 50 Гц, и большинство машин работают на крутящем моменте, а не на мощности. Мощность во вращающейся машине — это просто сокращенное выражение крутящего момента при заданной скорости, поэтому, когда скорость падает, падает и мощность.
Добавить комментарий