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做座讲座二变频器功能解析

发布时间:2021-10-14 21:02:00 阅读: 来源:弹簧机厂家

讲座(二)变频器功能解析

1 变频引出的特殊问题

1.1 异步电动机在频率下降后出现的问题

它是目前唯1的针对聚乙烯生产厂家需求异步电动机的输入输出如图1所示。

图1 异步电动机的输入和输出

(1) 问题的提出

(a) 电动机的输入功率

众所周知,电动机是将电能转换成机械能在聚合物中可以用更少的石墨烯材料取得更好的导电效果的器件。三相交流异步电动机输入的是三相电功率P1:

(b) 电动机的输出功率

电动机是用来拖动负载旋转的,因此,其输出功率便是轴上的机械功率:

式(2)中:P2─电动机输出的机械功率,kW;

TM─电动机轴上的转矩,N·m;

nM─电动机轴上的转速,r/min。

(c) 频率下降后出现的问题

毫无疑问,频率下降的结果是转速下降。这是因为,异步电动机的转速和同时频率有关:

式(4)中: n0—同步转速(即旋转磁场的转速), r/min。

由式(2)知, 转速下降的结果是:电动机的输出功率下降。

然而, 式(1)表明, 电动机的输入功率和频率之间却并无直接关系。如果仔细分析的话,当频率下降时,输入功率将是有增无减的(因为反电动势将减小)。

输入不变而输出减少,这似乎有悖于能量守恒的原理,出现了什么问题呢?

(2) 异步电动机的能量传递

异步电动机的转子是依靠电磁感应(转子绕组切割旋转磁场)而得到能量的,如图2(a)所示。本钱愈来愈低所以,其能量是通过磁场来传递的。传递过程如图2(b)所示, 可归纳如下:

图2 异步电动机的能量传递

(a) 从输入的电功率P1中扣除定子侧损失(定子绕组的铜损pCu1和定子铁心的铁损pFe1)后,便是通过磁场传递给转子的功率,称为电磁功率,用PM表示:

(b) 转子得到的电磁功率PM中扣除转子侧损失(转子绕组的铜损PCu2和转子铁心的铁损PFe2),便是转子输出的机械功率P2:

显然,频率下降的结果必将导致电磁功率PM的“中部崛起”,这意味着磁通的大量增加。那么,PM是如何增大的呢?

(3) 定子侧的等效电路

(a) 定子磁通及其在电路中的作用

如图3(a)所示,定子磁通可以分为两个部分:

图3 定子侧的等效电路

·主磁通Φ1

主磁通Φ1是穿过空气隙与转子绕组相链的部分,是把能量传递给转子的部分。它在定子绕组中产生的自感电动势称为反电动势,用E1表示,其有效值的计算如下式:

式(7)表明,反电动势E1与频率fX和主磁通ΦM的乘积成正比:

在频率一定的情况下,反电动势的数值直接反映了主磁通的大小。或者说,主磁通ΦM的大小是通过反电动势E1的大小来体现的。

·漏磁通Φ0

漏磁通Φ0是未穿过空气隙与转子绕组相链的部分,它并不传递能量,它在定子绕组中产生的自感电动势只起电抗的作用,称为漏磁电抗X1,其压降为I1X1。

(b) 定子侧的等效电路

图3(b)所示即为定子绕组的一相等效电路,其电动势平衡方

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