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变频调速电机的类型选择

作者:宁波仪表电机厂 时间:2012-01-30
    通用变频调速系统所配套的感应调速电机一般有普通电机、通用变频电机与特殊高速电机(如电主轴等)三类。    (1)普通电机   
    普通电机的特点是结构简单、价格便宜、维修方便,它在工业控制领域使用最广泛。但是,普通电机在设计时并没有专门考虑到变频调速的要求,因此,在选用时必须注意以下几方面。
    ①普通电机一般采用转子直接带风机的“自通风”结构,在低速运行时,散热能力受到影响。
    ②普通电机是为工频、额定运行而设计的电机,它没有考虑额定转速以上的运行要求,高速运行将受到轴承、动平衡等因素的制约。
    ③由于生产厂家众多,普通电机的产品性能差距甚远,加上通用变频调速的输出特性较差,因此,在采用变频调速后,其负载能力与过载性能都将比工频、额定运行有较大的下降。
    因此,在配套普通电机的变频调速系统上,选择电机与变频器应注意如下几点:
    ①由于结构的限制,最高运行频率原则上不应超过60Hz;
    ②由于散热条件的限制,最低运行频率原则上不应低于10Hz;
    ③用于恒转矩调速时,应选择额定转矩是负载转矩2倍的电机进行驱动。
    (2)通用变频电机
    通用变频电机同样具有结构简单、价格便宜、维修方便等优点。这类电机在设计时已经考虑了变频调速的要求,其结构特点如下所述。
    ①电机一般带有独立供电的冷却风机,低速运行不会影响电机的散热能力,其过载能力与启动性能要优于普通电机。
    ②电机已经考虑额定转速以上的运行要求,允许的最高转速大,调速范围比普通电机宽。
    ③电机的产品性能相对统一,输出特性得到了改善,其负载能力与过载性能都比普通电机要好。
    配套通用变频电机的变频调速系统,选择电机与变频器需要注意如下几点:
    ①变频电机的高速性能好,电机的最高运行频率通常可以到达100~300Hz(取决于电机);
    ②由于散热条件的改善,变频电机可以工作在较低的频率下运行,并具有相应的负载能力与过载性能;
    ③变频电机的调速范围大,但它并不能解决变频凋速的固有问题,因此,在恒转矩调速时,仍然应选择额定转矩是负载转矩1.5~2倍的电机进行驱动。
    (3)特殊高速电机特殊高速电机是指在正常情况下需要工作在高频的特殊电机,如内圆磨床用的电主轴等。高速电机的结构与普通电机有很大的差别,它具有如下特点。
    ①高速电机的外观各异,结构不固定,且无冷却风机,电机的散热条件恶劣,在设计时必须考虑采用强制冷却措施,防止电机温度超过允许范围。
    ②高速电机设计时主要考虑的是高速、高频运行要求,因此,电机允许的最高转速高,轴承选择、结构动平衡措施完善,但结构刚性较差,不能承受较大的轴向载荷与轴向冲击,也不宜用于低速。
    ③高速电机的绕组设计紧凑,启动电流大;同时,由于电机的转速高(通常在20000r/min以上),因此,虽然其输出功率大,但输出转矩一般较小。
    配套特殊高速电机的变频调速系统选择电机与变频器需要注意如下几点:
    ①高速电机适用于高速运行,它可以在电机的最高运行频率下(通常可达300~600Hz)工作,但低速性能较差;    ②由于散热条件恶劣,高速电机原则上不可以过载运行,电机与变频器必须留有足够大的余量:
    ③高速电机的参数变化范围大,矢量控制往往难以实现,因此,一般只能在U/f控制方式下使用;
    ④高速电机的性能参数特殊、启动电流与额定工作电流之间的差距大,变频器的选用与参数设定必须正确、合理,有时需要通过反复试验,才能确定正确的变频器参数。
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