電機主迴路元器件設計選擇

2020-11-25 七彩教育

1、斷路器採用具有隔離功能保護電動機型低壓斷路器,斷路器長延時脫扣器額定電流為電動機額定電流的1.1~1.25倍,作為熱繼電器保護的後備保護

2、當一個斷路器作為兩臺及以上電機的總開關,且多臺電機有同時運行的可能,其長延時脫扣器額定電流為各臺電動機額定電流的總和

3、熱繼電器採用斷相保護型,其額定電流按電動機額定電流選擇,並留有上下調節的餘地,熱繼電器整定電流可為電動機額定電流的0.9~1.05倍

4、熱繼電器至電機線纜按電動機額定電流選擇,同時考慮相關的校正係數

5、星角啟動熱繼電器不同方式接入選擇:

5.1、熱繼電器器在角內,星啟動過程接入,按額定電流1/選擇

5.2、熱繼電器器在角內,角啟動過程接入,按額定電流1/選擇

5.3、熱繼電器器在角外,啟動過程接入,按額定電流選擇

6、星角啟動星接觸器按照電機額定電流1/3選擇,角接觸器按照電機額定電流1/選擇,主接觸器按照電機額定電流選擇

7、星角啟動熱繼電器至電機線纜按照電機額定電流1/選擇,斷路器進線線纜按照電機額定電流選擇

8、電機軟啟動機能有效地限制交流異步電動機起動時的起動電流,可廣泛應用於風機、水泵、輸送類及壓縮機等負載,是傳統的星/三角轉換、自耦降壓、磁控降壓等降壓設備的理想換代產品。

軟啟動器採用三相反並聯晶閘管作為調壓器,將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉速時,啟動過程結束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管,為電動機正常運轉提供額 定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網避免了諧波汙染。軟啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低,轉數逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉矩衝擊。

電動機的啟動電流一般為額定電流的5~7倍

時間繼電器時間調節即起動時間,可用下式計算:

式中tst----電動機正常起動時間,s

Pe----電動機額定功率,kW,

雙速電動機屬於異步電動機變極調速,是通過改變定子繞組的連接方法達到改變定子旋轉磁場磁極對數,從而改變電動機的轉速。 根據公式;n1=60f/p可知異步電動機的同步轉速與磁極對數成反比,磁極對數增加一倍

由三相異步電動機轉速公式:n=60f(1-s)/p可知,改變供電頻率f、電動機的極對數p及轉差率s均可達到改變轉速的目的。

普通電機和變頻電機的區別

對普通異步電動機來說 , 在設計時主要考慮的性能參數是過載能力、 啟動性能、 效率和功率因數。 而變頻電動機 , 由於臨界轉差率反比於電源頻率, 可以在臨界轉差率接近1時直接啟動,因此 , 過載能力和啟動性能不在需要過多考慮, 而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下

1、儘可能的減小定子和轉子電阻,減小定子電阻可降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅耗增。

2、為抑制電流中的高次諧波,需要適當增加電機的電感,但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大,高次諧波銅耗也增大,因些,電動機漏抗的大小要菲顧到整個調速範圍內阻抗匹配的合理性 。

3、變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態 ,一是考慮高次諧波會加深磁路飽和, 二是考慮在低頻時 , 為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。

在結構設計時, 主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、 振動、 噪聲、冷卻方式等方面的影響,一般注意以下問題

1) 絕緣等級,一般為F級或更高,加強對地絕緣和線匝絕緣強度,特別要考慮絕緣耐衝擊電壓的能力。

2) 對電機的振動、 噪聲問題, 要充分考慮電動機構件及整體的剛性 , 盡力提高其固有頻率,以避開與各次力波產生共振現象。

3) 冷卻方式: 一般採用強迫通風冷卻, 即主電機散熱風扇採用獨立的電機驅動。

4) 防止軸電流措施, 對容量超過160KW電動機應採用軸承絕緣措施。 主要是易產生磁路不對稱 也會產生軸電流, 當其他高頻分雖所產生的電流結合一起作用時, 軸電流將大為培加, 從而導致軸承損壞 , 所以一般要採取絕緣措施。

5) 對恆功率變頻電動機, 當轉速超過3000/min時, 應採用耐高溫的特殊潤滑脂, 以補償軸承的溫度升高。

1、從工頻的角度看,變頻電機是劣質電機,普通電機才是好電機。

2、由於變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電, 含有大最諧波, 一般需要經過電抗器濾波後才能進入菩通電機, 否則普通電機會發熱。

3、為了適應變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電含有大最諧波, 專門製作的變頻電機,實際上可理解為電抗器加普通電機

4、那就是說, 同功率的變頻電機比普通電機鐵心截面要大, 線圈匝數要多, 線徑要大, 絕緣要高, 專門的冷卻風扇電機,

5、為了適應弱磁調速的需要, 考慮了軸承的承受能力及高速轉子動平衡;

6、這種變頻電機不具備更好的轉矩特性, 只是克服了普通電機不適應PWM調寬波模擬正弦交流電的需要。

7、如果變頻電機不具備上述特點和要求,那就是假的變頻電機

變頻電機優勢

變頻電機更節能

所有家用電器在電機運行中 , 均產生不同程度的諧波電壓和電流, 使電動機在非正弦電壓電流下運行。 高次諧波會引起電動機定子伺耗、 轉子銅(鋁)耗、 鐵耗及附加損耗的培加, 最為顯著的是轉子銅(鋁)耗。因為普通的交流異步電動機是以接近於基波頻率所對應的同步轉速旋轉的, 因此 , 高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條後, 便會產生很大的轉子損耗。除此之外, 還需考慮因集膚效應所產生的附加銅耗。 這些損耗都會使電動機額外發熱, 效率降低,輸出功率減小,但如果使用變頻電機,其能耗可減少20%-30%左右。

變頻電機使用壽命更長

電機在運行時載波頻率約為幾幹到十幾千赫, 這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率, 相當於對電動機施加陡度很大的衝擊電壓, 使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。 而變頻電機可以工作在整流濾波之下的電壓之下, 性能可以更加穩定, 而且壽命更長久。

變頻電機諧波電磁噪聲與啟動更小

普通異步電動機由於電磁、 機械、 通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加複雜。 變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互幹涉, 形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時, 將產生共振現象, 從而加大噪聲 由於電動機工作頻率範國寬, 轉速變化範圖大, 各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構件的固有震動頻率,但變頻電機就可以有效解決這些問題。

變頻電動機可應對頻繁啟動、制動

變頻電機可解決菩通異步電動機效率、溫升、絕緣強度、噪聲與震動和冷卻, 以及頻繁啟動制動給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化等問題, 還可有效降低電機在啟動是的瞬間電壓

變頻電機可無極變速

無極調速就是從停止到最快速度, 或從最快速度到停止, 沒有檔位, 是逐步變快或變慢。另外全直流變頻電機可以通過變頻器將電機轉速檔位分為很多檔位來控制電機的轉速和實際需求 而交流有刷電機的顯多檔數只有3檔風速調節無法實現變頻的效果。

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