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如果一台额定频率为50Hz的电机,变频拖动,电机选型足够大(大到即便60Hz运行,也能保证输出扭矩拖动的了最大负载),根据工况有短时60Hz运行的情况。这种情况下,除了电机轴承寿命受影响,电机绕组和铁芯会不会发热严重呢?
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设计工频50HZ运行的电机,不能超过50HZ运行,否则电机会直接烧掉。
是这样,一个电机,50Hz为额定频率,在60Hz运行时,应该降转矩运行,以保持电机的功率不变,这样就叫恒功率运行。这对任何一个交流异步电机而言,都是正常运行状态。没有问题。
假如这个电机在60Hz,输出转矩不降低,还是额定转矩输出,那电机在这个工作点的输出功率就超过了电机的额定功率,属于过载运行。
对于恒功率的运行,电机是可以连续工作的;对于大于电机额定功率的过载运行,要看运行时间,电机的过载能力指标,来评价它是否安全了。
综上,楼主如果只讲60Hz超频运行还不能完全下结论,要看60Hz状态电机输出功率的实际值是不是过载了。不过载就可以,过载了,就看电机过载允许条件,符合过载允许条件也没问题。反之亦然。
50HZ以内恒转矩运行,50HZ以上恒功率运行。负载功率不超就没有太大的问题。
1楼的说法不正确,只要不超出额定功率运行,主要就是看电机的机械性能了,例如电机&机械的轴承等等是否扛的住,我们的设备经常运行在87HZ的条件下没有任何问题。
例如原来是50/60HZ的铭牌指标,我们为了提高设备的效率,经常超频87HZ运行,功率控制在范围以内。运行了10+年没有问题。
注意:建议超频运行得控制在一定范围内例如50HZ,的电机控制在87HZ以内,并且要注意机械方面的指标。
多谢版主,明白。我想多讨论一个电机问题就是:额定频率50Hz的电机,如果实际运行频率超过额定频率,比如60Hz,但是电机选型大裕量大(即:负载不会超过电机的可输出的转矩),那么电机绕组和铁芯会不会比额定的50Hz时发热大?即损耗会不会大?这个发热分析可能涉及到电机原理,我有点想不明白,所以想讨教下。
多谢经验指导。非常有用
频率超过50HZ,电机转扭会变小,效率变差
引用2楼详细内容:
我认为电机会不会发热太大,是取决于你的负载,例如100%负载,50%速度运行,与20%负载,120%的速度运行,我认为前者的发热量是要大的。
用很多种分析方法都能得到你想要的结果。
第一,曲线法,把你选定的电机外机械特性曲线画出来,在转速轴为x,功率轴为y坐标的电机外机械特性曲线下,它所包络的面积,就是它允许的功率范围,你的实际负载线如果被这个电机外机械特性曲线所覆盖,那就完全没有你所担心的问题,反之,就要考虑电机发热和散热问题。
第二,公式法。用下列平衡方程式计算电机功率和负载功率,如果电机额定功率大于实际负载功率,结论同上,反之亦然。
P(kW) = n(rpm) * M(Nm) / 9550
不知楼主是否理解了?不要仅仅强调转速或运行频率超过额定值了。关键是实际扭矩是不是没有按照恒功率下降了。如果恒功率的值比实际此时负载的功率大,就没事,不用担心。反之就是过载了。这个需要你自己去算。
引用4楼详细内容:
为什么会这么认为呢?道理何在呢?嘻嘻。我来解释一下。
热与什么有关呢?物理意义与功率有关。单位W。这是物理学的概念。那么旋转系得功率平衡方程式是什么?这个大家是熟悉的。P(kW) = n(rpm) * M(Nm) / 9550。
那么,当转矩100%,转速为50%额定时,它的功率是0.5Pe(kW),当转矩20%,转速是120%额定时,它的功率是0.25Pe。所以前者发热比后者大。
嘻嘻,验证完毕。
那么公式P = n*M/9550中,n是很好确定的,只要有变频器,都会显示电机的实时转速值,M(转矩)怎么办?怎么选择呢?M可以直接选择变频器的计算参数转矩值。比如说,直接转矩控制或者矢量控制都会有此值。如果没有,也可以借用电机电流估算。M值得获取,它们都是针对电机100%额定转矩来估算即可。如果是选择现成的转矩参数,就可以直接用,如果是电机电流,稍微麻烦一点。需要自己折算电机额定转矩分量的百分比。
这种计算,在工程上是允许的,尽管变频器里的的扭矩值不是真实的输出转矩,是内部折算的转矩实际值。但它的误差不会超过10%。也就是说,工程上允许计算的误差,因为设计一个系统,还要有工程裕量呢。
总之,我是想表明,教科书里的公式,是用来计算的,不仅仅是讲原理的。要学会使用它解决实际问题。
电机“超频”会不会发热?这个问题,我支持8楼。完全取决于电机制造材料。和那个转矩公式没啥关系。
为啥这么说呢?
因为,电机的发热,完全取决于电路中的电阻(阻抗)和磁路中的磁阻。
定子中的线圈,鼠笼转子中的铝,它们的阻值在电流作用下发热。磁路中的涡流产生热。变更材料就将普通异步电机变成变频电机了。实际上就是提高了电机效率。
毫无疑问,高效率电机的磁饱和点频率更高。
这就是为什么87Hz模式,电机额定转矩等式不变的原理。
对于电机来说,发热仅仅是一方面,散热是另一方面。
电机的烧毁,不是因为发热,而是因为温度!
如果把电机置于绝热空间,什么负载都没有,仅靠通电,迟早温度会升高到烧毁的温度。
Y版:
如果电机一样,第一:100%的负载没有超频运行,第二:30%的负载,超频20%运行,是否可以看出那个温升更快?
我的测试台上有一个60W的电机,之前测试过带大负载运行以及 200%的超频运行(额定频率50HZ)我设置了120HZ的低速轻负载运行,这里电机的温度明显是大负载没有超频的条件下温度要高,但是超频运行的条件下减速机&电机等等的机械明显发生了异常的声音(声音不平滑)但是电机温度没有变化很大。
不过由于电机太小。负载也不大,不知道有没有代表性。
电机的内耗,与输出功率的大小一点关系都没有吗?
在电机的动力试验台上,是有正比关系的。如果强迫冷却不到位,或者环境温度高(超过30度),在额定点加额定负载,随运行时间加长,电机表面会烫手,反之,空载运行在额定点,电机不给强迫风冷,电机表面也不会热的。
引用12楼详细内容:
先回答你这个。
对于指定的一台普通质量的50Hz异步电机(不是变频电机)。假定它按国标下限设计的;那么在额定点是S1通过检测达标。如果继续提高电压和频率(转速),这时磁化曲线开始饱和,磁通增加缓慢,不再线性了。导致转子转矩下降,滑差增大,转子电流增大。随着频率增加,磁踌翻转导致的发热增大。这时的发热主要来源是磁路铁芯。鼠笼转子是铝发热增加量较小。
好一点的电机,铭牌就是写 50/60Hz(现在大多电机厂是这样的。)变频器设50Hz,运行超20% 完全没问题呀。自冷风扇还加大了散热。说不定温度更低了。
引用13楼详细内容:
Y版,那像87HZ超频运行的条件下,是不是不建议连续工作?
引用16楼详细内容:
就是要选用变频电机,或者国产的、西门子的节能电机。(所谓节能,其实就是材料好,自身损耗发热小)
可以满额定转矩,在87Hz 标准环境下长期工作。
那些小厂出品的,仅能满足鼠笼电机国标下限。电机效率不行。
这个T=9550xP/n的公式是指轴功率,并不是电机的电功率。
轴功率=效率x电功率。在这里,效率低是发热的主因。
其次,电机的运行实际温度仅仅取决于发热-散热的热平衡。因此,高海拔是由于空气密度低,同样风量带不走热量,导致电机温度平衡点上升。(如果在真空中,风机一点儿作用都没有!这时只能使用热传导,液冷将热量带走。对于航天,最终通过热辐射散发热量。在这种情况下,电机就得采用最大效率设计,就是材料选用问题。)
针对某一台具体的普通异步电机,你观察到的成正比,只是表象。并不是主因。
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