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通过ALM增大母线电压,1PH8电机工作在480V的额定点

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游士

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主题:【探讨】通过ALM增大母线电压,1PH8电机工作在480V的额定点
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只看楼主 只看精华 楼主 2020-08-05 11:18:43

1、电机及变频器型号如下:

电机为1PH8224-1DB43-1FC1

 


整流器为ALM(80kw)

 

电机模块为80kw

 

 


电机目标运行速度2000rpm,通过1:8增速齿轮箱带动负载转速到16000转,实际电机运行到1950rpm,转速无法上升,转矩达到100%。预计是因为电机转矩与负载转矩平衡,无法提供有效转矩。

计划改变ALM的母线电压值到680V,从而使电机按照特性3(或特性4)的特性曲线运行,挖掘电机潜力,从而转速可以上升到2000rpm。不知道是否可行?
电机特性3对应的是3AC480V,SLM/BLM
电机特性4对应的是3AC480V,ALM

目前 ,车间供电电压380V,把母线电压调整到680V,按特性3配置;把母线电压调整到720V,按特性4配置 。通过alm泵升改变母线电压从而实现480V供电下的电机特性,变频器可否长期运行?

 




 
精华帖版主置评: 楼主出题,介绍了一个特性很好的西家传动电机,1PH8。奖励一下吧。kdrjl
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只看楼主 只看精华 1楼 2020-08-05 12:02:49

在进线480V时,ALM直流母线电压是648V;

经测算,DC600V时,电机在2000rpm输出转矩为238Nm,功率50KW;DC648V时,电机在2000rpm输出转矩为313Nm,电机功率65KW,所需ALM功率84KW;

你现在电机已经可以运行在1950rpm离2000rpm已经非常接近,将DC设置610V或620V或许就能满足使用了,这样电机功率提升也不算高;若设置到648V,ALM功率就不够了。

680V没有必要,也不可行。

 


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只看楼主 只看精华 2楼 2020-08-05 16:55:19

此题涉及到传动控制的原理了。有点意思。我认为,提升电压的方法,没用。关键是输出电流是否对电机额定电流已经用满了,如果没用满,放开电流即可,如果用满了,电机只能在过载状态才可满足需求了。


一句话,电机的功率小了。 


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精华帖版主置评: 非常正确!改变电压,改变转速、改变电机的功率。唯一改变不了的就是电机额定转矩。这是从机械设计电机轴时,就被限制的。-yming
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只看楼主 只看精华 3楼 2020-08-05 17:31:59
以下是引用kdrjl在2020-08-05 16:55:19的发言 >2楼

此题涉及到传动控制的原理了。有点意思。我认为,提升电压的方法,没用。关键是输出电流是否对电机额定电流已经用满了,如果没用满,放开电流即可,如果用满了,电机只能在过载状态才可满足需求了。


一句话,电机的功率小了。 

这种电机与普通的三相异步电机特性和用法并不完全相同。

 

 


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只看楼主 只看精华 4楼 2020-08-05 17:47:01

 @greyboy 细节不再赘述,你仔细看看手册,再试试改变P210和P3510就明白了。3.1.1节。

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109771805/sinamics-s120-%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E5%8A%9F%E8%83%BD%E6%89%8B%E5%86%8C?dti=0&lc=zh-CN



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只看楼主 只看精华 5楼 2020-08-06 09:19:44
以下是引用风起云在2020-08-05 17:31:59的发言 >

这种电机与普通的三相异步电机特性和用法并不完全相同。

 

 

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。


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只看楼主 只看精华 6楼 2020-08-06 09:43:38
以下是引用kdrjl在2020-08-06 09:19:44的发言 >5楼

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。

以下是引用风起云在2020-08-05 17:31:59的发言 >:这种电机与普通的三...

引用详细内容:

这种电机与普通的三相异步电机特性和用法并不完全相同。

 

 

你2楼说的对。甭管如何设置。只能改变电机额定转速,获得不同的功率。

电机轴的额定转矩输出是改不了的。

如果电机未达到额定转矩输出,提高电压,提高额定转速,达到提高电机功率的目的,是可行的。



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只看楼主 只看精华 7楼 2020-08-06 10:19:00
以下是引用yming在2020-08-06 09:43:38的发言 >6楼

你2楼说的对。甭管如何设置。只能改变电机额定转速,获得不同的功率。

电机轴的额定转矩输出是改不了的。

如果电机未达到额定转矩输出,提高电压,提高额定转速,达到提高电机功率的目的,是可行的。


以下是引用kdrjl在2020-08-06 09:19:44的发言 >5楼:嗯,我又看了一遍楼...

引用5楼详细内容:

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。

以下是引用风起云在2020-08-05 17:31:59的发言 >:这种电机与普通的三...

引用详细内容:

这种电机与普通的三相异步电机特性和用法并不完全相同。

 

 

是。咱们的观点是一致的。可楼主可能没用满电机的功率曲线。他只用了第二档的技术数据。满功率是55kW,应该用满67kW,再带不动,那就是电机选小了。

这个电机分了四个档次的参数。 



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只看楼主 只看精华 8楼 2020-08-06 10:34:48
以下是引用kdrjl在2020-08-06 10:19:00的发言 >7楼

是。咱们的观点是一致的。可楼主可能没用满电机的功率曲线。他只用了第二档的技术数据。满功率是55kW,应该用满67kW,再带不动,那就是电机选小了。

这个电机分了四个档次的参数。 


以下是引用yming在2020-08-06 09:43:38的发言 >6楼:你2楼说的对。甭管如...

引用6楼详细内容:

你2楼说的对。甭管如何设置。只能改变电机额定转速,获得不同的功率。

电机轴的额定转矩输出是改不了的。

如果电机未达到额定转矩输出,提高电压,提高额定转速,达到提高电机功率的目的,是可行的。


以下是引用kdrjl在2020-08-06 09:19:44的发言 >5楼:嗯,我又看了一遍楼...

引用5楼详细内容:

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。

以下是引用风起云在2020-08-05 17:31:59的发言 >:这种电机与普通的...

引用详细内容:

这种电机与普通的三相异步电机特性和用法并不完全相同。

 

 

楼主已经说了,n=1950时,转矩已达100%。

你认为,提高电压,提高额定转速后,n=1950时,转矩会小于100%么?

如果不能,那只能是电机过载运行。



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只看楼主 只看精华 9楼 2020-08-06 10:40:01
以下是引用kdrjl在2020-08-06 09:19:44的发言 >

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。

@kdrjl  @yming

下图是分别在400V和480V 2000rpm时此电机的参数和特性曲线:

400V:

 

 

480V:

 

 如果认可,请在1楼和本楼给我平反

 


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精华帖版主置评: 此楼数据表格和曲线,对楼主的问题解释作为理论支撑,很精彩。kdrjl
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只看楼主 只看精华 10楼 2020-08-06 11:03:03
以下是引用yming在2020-08-06 10:34:48的发言 >

楼主已经说了,n=1950时,转矩已达100%。

你认为,提高电压,提高额定转速后,n=1950时,转矩会小于100%么?

如果不能,那只能是电机过载运行。


 

 

 楼主现在用在了55kW那档的恒功率曲线上,他可以通过提高电机的输入电压后,跃升到67kW恒功率曲线的空间。

 


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只看楼主 只看精华 11楼 2020-08-06 11:08:16
以下是引用风起云在2020-08-06 10:40:01的发言 >9楼

@kdrjl  @yming

下图是分别在400V和480V 2000rpm时此电机的参数和特性曲线:

400V:

 

 

480V:

 

 如果认可,请在1楼和本楼给我平反

 

以下是引用kdrjl在2020-08-06 09:19:44的发言 >:嗯,我又看了一遍楼...

引用详细内容:

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。

嘻嘻,我岁数大了,明显反应慢了。看题目和理解帖子描述方面,大不如前。见谅。


但对于电机的铭牌数据和功率转矩范围,我还是理解的呦。


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只看楼主 只看精华 12楼 2020-08-06 11:15:46
以下是引用风起云在2020-08-06 10:40:01的发言 >9楼

@kdrjl  @yming

下图是分别在400V和480V 2000rpm时此电机的参数和特性曲线:

400V:

 

 

480V:

 

 如果认可,请在1楼和本楼给我平反

 

以下是引用kdrjl在2020-08-06 09:19:44的发言 >:嗯,我又看了一遍楼...

引用详细内容:

嗯,我又看了一遍楼主的问题描述。发现,他目前用在了电机的370V电压等级。如果是这样,提高电压到410V / 500V就有驱动扩容的空间了。如果电机输入电压已经到了410V,那电机的驱动能力就用满了。基本没有输出功率的裕量了。

嗯,西门子电机确实做的好。

看了曲线,仅为了达到2000转,是有可能实现的。




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精华帖版主置评: 我也觉得西家传动这个电机帅呆了。kdrjl
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只看楼主 只看精华 13楼 2020-08-06 14:14:36

提高电压变频器应该没有问题,但是不能解决设备应用的问题


 
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只看楼主 只看精华 14楼 2020-08-06 15:14:11

本楼问题延伸一下。对楼主的ALM进行一个直流母线电压随转速变化自动适应,则可完美将1PH8电机的输出特性自动全覆盖。

上图为ALM的功能图概览。其中参数P3511是直流母线电压附加设定值选择源。 

 第二张图是S120的DCC特性曲线功能块。将它与电机转速关联,在小于400rpm时,使直流母线电压设定值在300V*1.35,转速达到500rpm,母线电压设定值达到370V*1.35,...,这样,既可以获得1PH8最佳的外机械特性输出曲线。 


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只看楼主 只看精华 15楼 2020-08-06 15:39:38

 或者直接采用母线电压410*1.35固定设定,然后通过电机模块的电流限制来实现不同转速下的电流极限值来对应输出转矩也行。


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只看楼主 只看精华 16楼 2020-08-06 16:45:13
以下是引用kdrjl在2020-08-06 15:14:11的发言 >14楼

本楼问题延伸一下。对楼主的ALM进行一个直流母线电压随转速变化自动适应,则可完美将1PH8电机的输出特性自动全覆盖。

上图为ALM的功能图概览。其中参数P3511是直流母线电压附加设定值选择源。 

 第二张图是S120的DCC特性曲线功能块。将它与电机转速关联,在小于400rpm时,使直流母线电压设定值在300V*1.35,转速达到500rpm,母线电压设定值达到370V*1.35,...,这样,既可以获得1PH8最佳的外机械特性输出曲线。 

K版对DCC的灵活运用已出神入化!!


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只看楼主 只看精华 17楼 2020-08-06 18:50:57
以下是引用风起云在2020-08-06 16:45:13的发言 >

K版对DCC的灵活运用已出神入化!!

这要归结于西家传动控制的BiCo了。另外,DCC这种嵌入式的图形化可编程控制器功能,为自动化与驱动专业的工程师提供了应用可能。不懂计算机软件编程语言,不懂PLC编程语言,没关系,只要认识专业基础知识的功能运算和集成块。就能看懂和读懂专业的图形化语言,事情就搞定了。


所以是西铁粉,其魅力在此。


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只看楼主 只看精华 18楼 2020-08-07 00:07:59
以下是引用风起云在2020-08-05 17:47:01的发言 >4楼

 @greyboy 细节不再赘述,你仔细看看手册,再试试改变P210和P3510就明白了。3.1.1节。

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109771805/sinamics-s120-%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E5%8A%9F%E8%83%BD%E6%89%8B%E5%86%8C?dti=0&lc=zh-CN


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只看楼主 只看精华 20楼 2020-08-12 07:31:59

不愧是老牌劲旅电机生产商,这曲线真是爱了,电机做到这个程度,已经是当前的极限了吧。。


http://blog.163.com/xiuzhang_2000/
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