低压电气 ·

异步电机87Hz应用探讨

一、电机在额定转速以上运行

弱磁运行

通常情况下,对于额定频率为50Hz的异步电机而言,在变频驱动时,可以按电机的转速分为恒转矩调速和恒功率调速两种模式:

a.恒转矩调速段,额定转速以下(50Hz以下)

b.恒功率调速段,电机弱磁运行,额定转速以上(50Hz以上)

在恒功率调速段,随着电机转速上升,输出转矩会下降,输出功率不变,以1LA7060-4AB10为例,电机的特性曲线如下:

87Hz运行

一般情况下,功率在45kW以下的西门子异步电机可以适用87Hz应用。电机可以在不弱磁的情况下,在额定转速以上运行(变频器输出到87Hz)。以1LA7060-4AB10为例:

电机参数如下:

230V 角形/ 50Hz,0.73A, 0.12kW, 1350rpm,功率因数0.75

400V 星形/ 50Hz,0.42A, 0.12kW, 1350rpm,功率因数0.75

以G120变频器为例,在STARTER软件中配置电机87Hz应用如下:

电机绕组必须使用角形接法

输入角形接法的额定电机参数,并勾选87Hz运行(如图1-3)

配置完成后,可在p0133参数中确认。

二、87Hz运行探讨

那么,为什么电机可以不弱磁,87Hz运行,并且电机绕组需要使用角形接法呢?下文对此做一个简单的探讨:

电机的定子电压

众所周知,交流电机运行时,电机中会形成旋转磁场,产生电磁力,驱动电机旋转。同时,旋转的磁场在定子绕组上产生感应电动势E。电动势E的大小与磁通量Φ和磁场的旋转速度n满足一下关系:

在忽略绕组压降的情况下,电机绕组上的相电压等于电机的反电势。

电机在不同的绕组接法时,相电压与线电压对应关系

角形接法时,线电压与相电压相等,线电流是相电流的图片倍;星形接法时,线电压是相电压的图片倍,线电流与相电流相等。

87Hz应用,电机绕组角形接法

以1LA7060-4AB10为例,87Hz运行时:

如果电机仍然使用星型接法,电机不弱磁运行到87Hz时,要求变频器的输出电压为690V。对于实际应用来说,一般变频器供电电网电压已经固定,变频器无法输出690V电压;此外,1LA7060-4AB10电机也无法在690V电压下运行。

如果将电机绕组改为角形接法,电机不弱磁运行到87Hz,根据前述内容,此时要求变频器输出的电压为400V。变频器可在原供电电网下运行,只需满足角形接法时的额定电流要求即可。

87Hz应用注意事项:

电机需要使用角形接法

变频器的功率需要比电机额定功率大:

87Hz运行时,电机的功率为额定功率的 图片倍,以1LA7060-4AB10电机为例,等效的电机参数如下:

额定电压=

额定电流 = 0.73A

额定功率 =

功率因数 = 0.75

额定频率 = 87Hz

 

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