1. Warum ist die Drehzahl des Motors frei veränderbar?
Motordrehzahleinheit: U / min-Umdrehungen pro Minute, auch als Drehzahl angegeben.
Zum Beispiel: 2-poliger Motor 50Hz3000 [U / min]
4-poliger Motor 50Hz1500 [U / min]
Schlussfolgerung: Die Drehzahl des Motors ist proportional zur Frequenz
Die Drehzahl eines induktiven Wechselstrommotors (im Folgenden einfach als Motor bezeichnet) wird ungefähr durch die Anzahl der Pole und die Frequenz des Motors bestimmt. Die Polzahl des Motors ist durch das Arbeitsprinzip des Motors festgelegt. Da der Polwert kein kontinuierlicher Wert ist (ein Vielfaches von 2, z. B. eine Polzahl von 2, 4, 6), ist er im Allgemeinen unangenehm und die Geschwindigkeit des Motors wird durch Ändern des Werts angepasst.
Außerdem kann die Frequenz dem Motor nach dem Einstellen außerhalb des Motors zugeführt werden, so dass die Drehzahl des Motors frei gesteuert werden kann.
Daher ist der Inverter zum Zwecke der Frequenzsteuerung die bevorzugte Vorrichtung für die Motordrehzahlsteuervorrichtung.
n = 60f / p
n: Synchronisationsgeschwindigkeit
f: Netzfrequenz
p: Motorpolpaare
Schlussfolgerung: Das Ändern der Frequenz und der Spannung ist die optimale Methode zur Motorsteuerung
Wenn die Frequenz nur geändert wird, ohne die Spannung zu ändern, nimmt die Frequenz ab und der Motor wird zu stark (Übererregung), wodurch der Motor durchbrennt. Daher muss der Wechselrichter gleichzeitig die Spannung ändern, während die Frequenz geändert wird. Wenn die Ausgangsfrequenz über der Nennfrequenz liegt, kann die Spannung nicht weiter ansteigen, und das Maximum kann nur der Nennspannung des Motors entsprechen.
Um beispielsweise die Drehzahl des Motors um die Hälfte zu reduzieren, ändern Sie die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters von 50 Hz auf 25 Hz. Dann muss die Ausgangsspannung des Wechselrichters von 400 V auf etwa 200 V geändert werden.
2. Was ist das Ausgangsdrehmoment, wenn sich die Drehzahl (Frequenz) des Motors ändert?
Das Anlaufdrehmoment und das maximale Drehmoment, wenn der Umrichter angetrieben wird, sind geringer als bei direkter Netzfrequenz.
Wenn der Motor von der Netzstromversorgung mit handelsüblichen Frequenzen versorgt wird, sind die Start- und Beschleunigungsstöße groß, und wenn der Wechselrichter für die Stromversorgung verwendet wird, sind diese Auswirkungen schwächer. Ein direkter Start der Netzfrequenz erzeugt einen großen Startstrom. Wenn der Umrichter verwendet wird, werden die Ausgangsspannung und die Frequenz des Umrichters allmählich zum Motor addiert, so dass der Anlaufstrom und die Auswirkungen des Motors geringer sind.
Im Allgemeinen wird das vom Motor erzeugte Drehmoment verringert, wenn die Frequenz abnimmt (die Geschwindigkeit nimmt ab). Die reduzierten Istdaten sind in einigen Antriebshandbüchern angegeben.
Durch die Verwendung eines flussvektorgesteuerten Wechselrichters wird das Drehmoment des Motors bei niedrigen Drehzahlen verbessert, und der Motor kann selbst im niedrigen Drehzahlbereich ein ausreichendes Drehmoment ausgeben.
3. Wenn der Frequenzumrichter auf eine Frequenz von mehr als 50 Hz eingestellt wird, wird das Ausgangsdrehmoment des Motors reduziert.
Der übliche Motor wird mit einer Spannung von 50 Hz entwickelt und hergestellt, und sein Nenndrehmoment ist auch in diesem Spannungsbereich angegeben. Daher wird die Drehzahlregelung unterhalb der Nennfrequenz als Drehzahlregelung mit konstantem Drehmoment bezeichnet. (T = Te, P <=>
Wenn die Ausgangsfrequenz des Umrichters größer als 50 Hz ist, sollte das vom Motor erzeugte Drehmoment linear proportional zur Frequenz abnehmen.
Wenn der Motor mit einer Frequenz von mehr als 50 Hz läuft, muss die Größe der Motorlast berücksichtigt werden, um zu verhindern, dass der Motor ein zu geringes Drehmoment abgibt.
Beispielsweise wird das von dem Motor bei 100 Hz erzeugte Drehmoment auf etwa die Hälfte des Drehmoments bei 50 Hz reduziert.
Daher wird die Drehzahlregelung oberhalb der Nennfrequenz als Drehzahlregelung mit konstanter Leistung bezeichnet. (P = Ue * Ie)
4. Anwendung des Wechselrichters über 50 Hz
Wie Sie wissen, sind für einen bestimmten Motor Nennspannung und Stromstärke konstant.
Wenn der Umrichter und der Motor eine Nennleistung von 15 kW / 380 V / 30 A haben, kann der Motor über 50 Hz arbeiten.
Wenn die Geschwindigkeit 50 Hz beträgt, beträgt die Ausgangsspannung des Wechselrichters 380 V und der Strom 30 A. Wenn die Ausgangsfrequenz auf 60 Hz erhöht wird, kann die maximale Ausgangsspannung des Wechselrichters nur 380 V / 30 A betragen. Offensichtlich ist die Ausgangsleistung unverändert. Wir nennen es Konstantdrehzahlregelung.
Wie ist die Drehmomentsituation zu diesem Zeitpunkt?
Weil P = wT (w: Winkelgeschwindigkeit, T: Drehmoment). Da sich P nicht ändert, nimmt w zu und das Drehmoment nimmt entsprechend ab.
Wir können auch einen anderen Blickwinkel betrachten:
Die Statorspannung des Motors ist U = E + I * R (I ist der Strom, R ist der elektronische Widerstand und E ist das induzierte Potential)
Es ist ersichtlich, dass E sich nicht ändert, wenn U, I unverändert sind.
Und E = k * f * X (k: konstant, f: Frequenz, X: magnetischer Fluss). Wenn also f von 50 -> 60 Hz ist, nimmt X entsprechend ab.
Für den Motor ist T = K * I * X (K: konstant, I: Strom, X: Fluss), so dass das Drehmoment T abnimmt, wenn der Fluss X abnimmt.
Gleichzeitig ist der magnetische Fluss (X) konstant, wenn er kleiner als 50 Hz ist, da I * R klein ist, wenn U / f = E / f konstant ist. Das Drehmoment T ist proportional zum Strom. Deshalb wird normalerweise der Wechselrichter verwendet. Überstromfähigkeit zur Beschreibung seiner Überlastfähigkeit (Drehmoment). Es wird Konstantdrehmomentregelung genannt (Nennstrom wird nicht geändert -> maximales Drehmoment ist konstant)
Fazit: Wenn die Ausgangsfrequenz des Umrichters von über 50 Hz ansteigt, nimmt das Ausgangsdrehmoment des Motors ab.
5. Andere Faktoren im Zusammenhang mit dem Ausgangsdrehmoment
Die Wärme- und Wärmeableitungskapazität bestimmt die Ausgangsstromkapazität des Wechselrichters, die die Ausgangsdrehmomentfähigkeit des Wechselrichters beeinflusst.
Trägerfrequenz: Im Allgemeinen ist der Nennstrom des Wechselrichters die höchste Trägerfrequenz, und der Wert der Dauerleistung kann bei der höchsten Umgebungstemperatur garantiert werden. Die Trägerfrequenz wird reduziert und der Strom des Motors wird nicht beeinflusst. Die Wärme der Komponenten nimmt jedoch ab.
Umgebungstemperatur: Die Schutzstromstärke des Wechselrichters kann nicht erhöht werden, da die Umgebungstemperatur niedrig ist.
Höhe: Die Zunahme der Höhe wirkt sich auf die Wärmeableitung und die Dämmleistung aus. Im Allgemeinen kann es unter 1000m ignoriert werden. Sie kann um 5% pro 1000 Meter reduziert werden.
