三相電機額定50HZ,工作在變頻70Hz會有什麼情況發生,前提條件是不超載?

礦山電氣小東


三相電機額定50Hz,工作在變頻70Hz會有什麼情況發生,前提條件是不超載。

答:三相電機額定50Hz,屬於普通三相交流異步電動機,它在使用變頻器進行調速V/F運轉過程中只能夠在比較小的分為內進行降頻或升頻使用,但是範圍不能太大,否則由於普通電機的許多技術參數無法達到要求而會使電機嚴重發熱而燒壞。

這是因為普通電機與變頻電機的一些技術參數與製作工藝完全不一樣。

①散熱系統不一樣

普通交流異步電動機內散熱風扇跟風機機芯用同一條線,而變頻電機中這兩個是分開的。所以普通風機變頻過低時,可能會因過熱而燒掉。

2、它們的採用的絕緣等級不一樣。

變頻電機由於要承受高頻磁場,所以絕緣等級要比普通電機高很多。變頻電機加強了槽絕緣:絕緣材料加強和加大槽絕緣的厚度,以提高承受高頻電壓的水平。

3、電磁負荷曲線取樣不一樣。

普通電機工作點基本在磁飽和拐點,如果用做變頻,易飽和,產生較高的激磁電流,而變頻電機在設計時增大了電磁負荷,使磁路不易飽和。另外就是變頻電機一般分為恆轉矩專用電機,用於有反饋矢量控制的帶測編碼器速裝置的專用電機以及中頻電動機等。

4、機械強度不一樣。其中包括電機的軸承,機座的機械強度遠大於普通電機的材料。

這裡拿普通四極電機來說,三相交流異步電動機的轉速計算公式為: n=60f/p;其中n表示電動機的轉速(轉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。


從上面轉速計算公式可以看出,要想改變電動機的轉速只有兩種方法,即;①改變電源頻率; ②改變電動機定子線圈繞組的磁極對數。國家規定標準電源頻率為50Hz,根據固定頻率,代入計算公式,電動機的磁極對數與轉速則成反比關係,即磁極對數越多,則電動機轉速越低。當磁極對數p=1時,電機的旋轉磁場的同步轉速為 n=3000; 當p=2時,旋轉磁場的同步轉速n=1500;

p=3,n=1000; p=4,n=750; p=5,n=600;

由於三相異步交流電動機的轉子電磁感應是靠定子旋轉同步轉速而感應的,它存在一個轉差率,所以電機轉子的轉速永遠達不到定子繞組線圈中的旋轉磁場轉速。正常四極三相電機轉速為1450r/min;如果頻率為70Hz時,根據計算公式 n=60fp=60×70/2=4200/2=2100r/min;頻率上升20Hz,轉速增加了600r/min,平均每秒鐘增加10轉。即使是不超載,普通電機時間稍微一長,電機會發熱溫度燒燬繞組線圈或由於轉速增加而損壞軸承。

以上為個人觀點,希望能夠幫助提問者和頭條上有類似需要了解的閱讀者們參考。

知足常樂2019.5.10日於上海


知足常樂0724


很多變頻器,可以輸出0-400HZ的頻率,對於一些主軸電機,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,請關注:容濟點火器

實際上,對比異步電機的高頻運轉,異步電機更加要避免工作在低頻狀態,一般不宜低於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,低頻時候脈衝個數少了,模擬的效果很差,電機會發熱而且無力,轉速波動很大。所以很多廠家設計的電機調速範圍,一般都要避免運行在低頻狀態下,而讓電機工作在高頻狀態,這樣電機反而會工作得好。

電機在高頻狀態下,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,運行起來會轉速非常平穩。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,而是讓電機工作在高頻狀態,然後通過一個齒輪來讓高轉速降低下來,保證扭矩和車輪的工作轉速範圍。

異步電機一般是靠軸來帶動風機自我冷卻,電機轉速越高,風扇的轉速越快,冷卻效果反而會好很多。實踐中也有一些偶爾開的設備,使用了100多HZ甚至200HZ的頻率來運轉普通異步電機,這樣不是長期使用,也沒有什麼問題。

當然,超過50HZ的工作頻率,電機處於恆功率調速狀態,也就是轉速越高,電機輸出的扭力會越小,扭矩和轉速是反比例關係,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。

還有一種情況,頻率越高,電機聲音會越大,噪音汙染嚴重,對於長期在設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,實際上很多都是經驗數字,牌子不同效果也會有差異, 在機床行業和木工旋切機設備上,可以說全部都是超頻運行,一般的經驗值如下:

2極電機為20——65hz範圍內長期運行.

   4極電機為25——75hz範圍內長期運行.

   6極電機為30——85hz範圍內長期運行.

   8極電機為35——100hz範圍內長期運行.

講白了,主要是考慮機械強度問題,如果材質好,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,國產的還是建議控制在70HZ以內了。


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