三相電機額定50HZ,工作在變頻70Hz會有什么情況發(fā)生?
普通的三相異步電機,當然都可以使用變頻器了,看變頻器的主要市場占有率,還是重點落在在風(fēng)機水泵類和一些簡單傳送的場合,這些場合都使用了普通的三相異步電機,變頻器能在短短幾十年時間內(nèi)普及,當然是靠著能解決掉普通三相異步電機的調(diào)速問題來成為最重要的工業(yè)調(diào)速系統(tǒng)的,畢竟普通三相異步電機在工業(yè)市場里邊占有率是非常高的,很多年前的數(shù)據(jù)是說超過7成,現(xiàn)在隨著變頻器帶來的便利解決了很多問題可能占有率還要高很多。
普通電機可以使用變頻器。不過值得注意,普通電機的額定頻率為50Hz,冷卻風(fēng)扇、軸承及機座都是按照50HZ定頻、輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)計的。
變頻器驅(qū)動三相交流異步電動機最大的優(yōu)點就是可以在設(shè)置的上限頻率下,進行無極調(diào)速;
首先我們來了解一下普通電機的轉(zhuǎn)速的問題;這里就普通四極電機來說,三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)速計算公式為: n=60f/p;其中n表示電動機的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)r/分min);60則表示每分鐘(秒s); f則表示電源頻率(赫茲Hz); p則表示電動機的磁場極對數(shù)。正常四極三相電機轉(zhuǎn)速為1450r/min;假如現(xiàn)在要求普通電機運行高于50Hz,達到頻率為70Hz時,根據(jù)計算公式 n=60fp=60×70/2=4200/2=2100r/min;頻率上升20Hz,轉(zhuǎn)速增加了600r/min,平均每秒鐘增加10轉(zhuǎn)。即使是不超載,普通電機時間稍微一長,電機會發(fā)熱溫度燒毀繞組線圈或由于轉(zhuǎn)速增加而損壞軸承。
三相電機額定50HZ,工作在變頻70Hz會有什么情況發(fā)生?很多變頻器,可以輸出0-400HZ的頻率,對于一些主軸電機,的確可以在這個頻率下運行的,不過是特殊的電機了,普通的異步電機,一般都不能超頻到100HZ來使用了,主要問題是軸承承受不了,但是70HZ以下,完全是可以長期工作使用的。
實際上,對比異步電機的高頻運轉(zhuǎn),異步電機更加要避免工作在低頻狀態(tài),一般不宜低于8HZ下工作,主要是變頻器使用斬波形式來輸出方波模擬正弦波效果,低頻時候脈沖個數(shù)少了,模擬的效果很差,電機會發(fā)熱而且無力,轉(zhuǎn)速波動很大。所以很多廠家設(shè)計的電機調(diào)速范圍,一般都要避免運行在低頻狀態(tài)下,而讓電機工作在高頻狀態(tài),這樣電機反而會工作得好。
電機在高頻狀態(tài)下,除了軸承會有影響外,似乎沒有太多問題,只要扭力足夠,避免讓電流超過額定電流,運行起來會轉(zhuǎn)速非常平穩(wěn)。所以特斯拉汽車在使用變頻器控制電機的時候,也是避免讓電機低頻運轉(zhuǎn),而是讓電機工作在高頻狀態(tài),然后通過一個齒輪來讓高轉(zhuǎn)速降低下來,保證扭矩和車輪的工作轉(zhuǎn)速范圍。
異步電機一般是靠軸來帶動風(fēng)機自我冷卻,電機轉(zhuǎn)速越高,風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越快,冷卻效果反而會好很多。實踐中也有一些偶爾開的設(shè)備,使用了100多HZ甚至200HZ的頻率來運轉(zhuǎn)普通異步電機,這樣不是長期使用,也沒有什么問題。
當然,超過50HZ的工作頻率,電機處于恒功率調(diào)速狀態(tài),也就是轉(zhuǎn)速越高,電機輸出的扭力會越小,扭矩和轉(zhuǎn)速是反比例關(guān)系,這時候需要考慮負載是否能拖動得了,一般就是保證電機的工作電流不要超過額定電流就可以,,當然如果電機溫度隨著頻率增高而變高,也要考慮單獨的散熱措施。
還有一種情況,頻率越高,電機聲音會越大,噪音污染嚴重,對于長期在設(shè)備邊上工作的人而言,會引起聽力受損,所以建議使用帶著耳塞來工作。
目前電機的倍頻運行能去到多少,實際上很多都是經(jīng)驗數(shù)字,牌子不同效果也會有差異, 在機床行業(yè)和木工旋切機設(shè)備上,可以說全部都是超頻運行,一般的經(jīng)驗值如下:
2極電機為20——65hz范圍內(nèi)長期運行。
4極電機為25——75hz范圍內(nèi)長期運行。
6極電機為30——85hz范圍內(nèi)長期運行。
8極電機為35——100hz范圍內(nèi)長期運行。
講白了,主要是考慮機械強度問題,如果材質(zhì)好,絕緣等次高,動平衡理想,長期運行100HZ是不會有問題的,當然一般說的是進口電機了,國產(chǎn)的還是建議控制在70HZ以內(nèi)了。