电机变频特性范文

电机变频特性范文第1篇

发电机停车：把控制开关切到停止(STOP)位置或是压下红色紧急停车钮就能马上停止发电机运转。在紧急的状况下就能直接的压下紧急停车钮即可强迫停机。假如压下红色紧急停车钮时就一定要复归原位，不然发电机就不能启动。

当控制开关切到停止(STOP)，或是还保持着在自动，但市电已经恢复时 ATS 即送来的停车信号，发电机租赁就会自动停止。同时还要注意：运转中的发电机，因为故障(过速度，高水温，低油压等)而发生自动的停机时，在排除故障后一定要把故障复归钮压下才可以准备重新起动。

电机变频特性范文第2篇

摘 要：设计一种轴径较粗、频率可变、转速可调的高精度电机，解决玻璃纤维设备的动力输出问题。从润滑设计、轴承侧隙设计和定子/转子形态设计三方面分析了工艺设计要点，表明油雾式润滑可充分润滑和降温；轴承侧隙的调整有助于降低预应力，从而提高精度；优化定子/转子槽结构，并将槽数量分别设定为30和26，可使磁通量密度更加均匀，承受更大应力。根据工艺设计要点进行结构设计，开展系统性检测，并配套在玻璃纤维设备投入市场，反响较好，产生了良好的社会效益和市场效益。

关键词：电机设计；主轴；变频；调速；气道；Maxwell

引言

电机原理是根据电磁感应定律，将电能转换为动能（主要是旋转动能）的装置，是各种工业设备或家用电器的动力源。在众多电机类型中，异步电动机具有结构简单、制造和维护方便、运行可靠等优点，被广泛应用于冶金、化工、矿山、轻工等机械设备中。

粗轴变频调速电机就是异步电动机中的一种，主要应用于玻璃纤维行业，是当前电机产业的新星[1-5]。顾名思义，这种电机具有转速可调的特点，其输出转速范围为600～4 200 r/min。电机主轴直径公差控制在0.005 mm内，主轴最外端跳动精度控制在0.005 mm以内，主轴上圆锥面配合接触面积在85%以上，是一种极高精度的电机。本文首先分析其工艺设计要点，其次进行结构设计，并给出了性能检测方法。

1 工艺设计要点

1.1 润滑设计

粗轴变频调速电机的输出转速为600～4 200 r/min，在如此高的转速下，电机轴承发热比较严重，如果仍然采用封闭式油脂润滑，轴承内部的润滑脂将很快被消耗掉。经过对多种润滑方式加以比较，确定采用油雾式润滑最为合适。油雾式润滑方式不仅对轴承润滑充分，还能利用压缩空气对轴承进行降温。这也是在电机前盖和后盖的设计过程中设计油雾进出气道的原因，因为这可引导油雾气体进入电机前盖和后盖，并经过前、后导油环对前、后轴承进行润滑。在前、后导油环上设置有导向孔，把油雾气体直接导向轴承滚动体，可使轴承得到更直接、更充分的润滑。

1.2 轴承侧隙设计

在通用电机中，一般采用波形弹垫给轴承施加预应力，减少轴承运转噪音，削减电机轴的轴向串动，以提高轴承的运转精度与平稳性。由于粗轴变频调速电机输出转速时常变化，因此对轴承的预应力要求很高。况且，由于该电机主要应用于玻璃纤维行业的拉丝设备上，故必须对电机整体性能和加工精度要求严格，将轴承侧隙控制在合理范围内，才能制造出合格的产品。

因此，创新设计了一种调整侧隙的装置。将数个弹簧周向均匀分布地安放在电机后盖中，同时严格控制弹簧在电机后盖中的放入深度。弹簧的另一端与后导油环的侧面相接触，通过后轴承座上的镙钉拧紧，使弹簧对后导油环产生推力。推力通过后导油环的另一端作用在后轴承上，从而产生预应力。预应力的大小可以通过后导油环的厚度来调整：当预应力偏大时，可以磨削后导油环的端面，减小后导油环的厚度来降低预应力。

1.3 电机定子/转子设计

粗轴变频调速电机设计功率是5.5 kW，额定电压380 V，工频50 Hz下的额定转速为2 900 r/min。原定借用Y2-132S1-2电机冲片。由于电机主轴的输出端直径要求加大到标准电机的2倍之多，经过轴应力分析测算，分析得知需同时加大电机前、后轴承才能承受相应的应力，故转子冲片内径应相应加大。

转子冲片内径加大后，导致Y2-132S1-2电机冲片的磁通量密度大幅增加，而其毛坯外径只有116 mm，再减去转子槽深度，使得该冲片无法满足粗轴变频调速电机的使用，而若采用Y2-160M1-2冲片，又太浪费材料。

基于上述考虑，重新设计了新电机定、转子冲片槽形结构，使得在电机轴径加大的情况下，可以在10～70 Hz的频率下稳定变速。粗轴变频调速电机定、转子结构及磁通量密度云图如图1所示。其中，定子30槽，转子26槽，在额定转速下第0.005 s时的磁通量密度状态良好。

2 结构设计与检测

结合润滑、轴承侧隙和定转子形态三方面的电机工艺设计要点，进行电机结构设计，并给出检测内容。

2.1 结构设计

粗轴变频调速电机主要由1—电机主轴、2—前迷宫环、3—前轴承、4—电机前盖、5—定子、6—转子、7—平衡环、8—后轴承、9—弹簧、10—进气接口、13—圆螺母、14—止退垫圈、15—后迷宫环、16—后导油环、17—电机后盖、18—机座、11，19，23—内六角螺栓、12，20，24—弹垫、21—前导油环和22—前压盖组成。粗轴变频调速电机结构示意图如图2所示。

粗轴变频调速电机工作过程是：首先，经10—进气接口通入雾化的油体，对轴承进行润滑；其次，通入三相电至5—电机定子，产生感应磁场带动热套在1—电机主轴上的6—转子转动；最后，由1—电机主轴作为动力输出部分，把旋转动能输出。

2.2 电机检测

整机安装完成后，进行了四项检测：

首先，进行耐压和绝缘电阻的检测，以及380 V电压、50 Hz工频的常规检测，其中包括空载电流、空载功率损耗、起动电流、停车时间等。例如，空载功率损耗要控制在300 W左右，如果超过该值太多，说明电机的侧隙调节太紧，要减小后导油环的厚度。

其次，进行油路检测。检测油路回油口的出油量和前、后轴承的润滑状态。

再次，进行10～70 Hz的变频测试，包括各频率段的转速、电机的振动位移、噪音等，哪怕仅发现有一项不合格，也需马上进行调整。

最后，整机的各个主要尺寸和形位公差的检测。

通过以上对整机的系统性测试，可让用户放心使用。目前投诉率为零，表明产品质量得到了严格的保证。

3 结束语

本文设计的粗轴变频调速电机，经过工艺设计和结构设计，以及基于电机设计软件Maxwell的模拟等论证过程后，进行了样机的试生产工作。经公司电机测试部门测试和质检部门检验，产品质量完全满足了用户的使用要求和安装要求。产品已进行批量生产，并交付用户使用，目前投诉率为零。通过这次设计实践，提升了企业创新能力，将更好地参与市场竞争。期待本文可为电机设计行业人员提供启示和借鉴。

参考文献

唐任远. 现代永磁电机理论与设计[M]. 北京： 机械工业出版社， 2016.

成大先. 机械设计手册[M]. 北京： 化学工业出版社， 2016.

黄国治， 傅丰礼. 中小旋转电机设计手册[M]. 北京： 中国电力出版社， 2014.

张展. 实用机械传动装置设计手册[M]. 北京： 机械工业出版社， 2012.

叶玉驹， 焦永和， 张彤. 机械制图手册[M]. 北京： 机械工业出版社， 2012.

电机变频特性范文第3篇

(1.国防科学技术大学，湖南 长沙 410073;湖南银河电气有限公司, 湖南 长沙410073 ;2.西南交通大

学电气工程学院, 四川 成都 610031)

摘要：本文首先对三表法和二表法在电机试验中的测量方式进行了比较，其次分析了电容电流存在时的电机功率测量方法及误差，并对两表法测量进行了改进，最后讨论了电容电流对功率测量的影响以及消除方法。

关键词： 电机试验，功率测量，二表法，三表法，电容电流

1,

21,3

A Brief Talk on Power Measurement of Variable Frequency Electrical Machine

Xu Wei-zhuan,DONG Xing-jian

(1.HuNan Yinhe Electric Co..Ltd, Changsha Hunan 410073, China 2.Department of Electric Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 610031, China;)

21,2Abstract: The comparison between double meter method and three meter method on Electrical Machine test is firstly introduced. Then the power measurement method and its error with capacitor current existing are analyzed. Next, a method to improve the double meter method is proposed. Finally, the influence and its eliminations are discussed.

Key words: Electrical machine test, Power measurement, Double meter method, Three meter method, Capacitor current 0 引言

随着变频调速技术的高速发展。变频电源作为电机试验电源，存在诸多的优势，但是，与区别于机组电源相比，变频电源存在一些机组电源所未遇到的问题。比如功率测试，《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》[1]报批稿指出，“脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在，输入电流相量之和可能不为零。因此，应采用每相用一个功率表的测量方法”。

本文首先分析了三表法和二表法的功率测量原理，随后就电容电流存在时的功率测量方法和误差，对三表法和二表法进行了对比，最后讨论了实际应用中如何处理电容电流对功率测量的影响。

iAANBCiBiC 图1 Y型三相电路

式中，iA(t)、iB(t)、iC(t)为三相瞬时电流，

uAN(t)、uBN(t)、uCN(t)为三相瞬时电压。

式(1),(2)即为三表法测量功率的原理，图2为三表法的测量电路。

*A*1 三表法和两表法功率测量原理 WW* 三相电路有功功率的测量方法有二种：三表法，两表法 [2,3,4]。图1为Y型接法的三相电路。

三相瞬时功率：

p(t)uAN(t)iA(t)uBN(t)iB(t)uCN(t)iC(t)

(1)

B*CN*W*平均功率：

图2 三表法测量电路

PUANIAcosAUBNIBcosBUCNICcosC

PAPBPC

(2)

由图(2)知，三表法测量功率的前提是三相

四线制，只有三相绕组为Y型连接，才能接成三相四线制。对于Y连接的三相负载，若中线N未引出，则有 iAiBiC0

(3) 另外 UABUANUBN，UCBUCNUBN

(4) 将上述式(3),(4) 代入式(1)，有

p(t)uAB(t)iA(t)uCB(t)iC(t)

(5) PUABIAcos1UCBICcos2P1P

2(6) 式中，1为UAB与IA的相位差，2为UCB与IC的相位差。式(5)、(6)即为两表法的测量原理，图3为两表法的测量电路。

*A*WBC*W* 图3 两表法测量电路

△连接时，有同样的结论。图3中，两个功率表的公共端接在B相，显然，两表法的接线方式共有3种，分别以A、B、C相为公共点。由两表法的推导过程可知，两表法的应用前提是iAiBiC0，故两表法适用于中线未引出的Y连接或△连接的三相电路，即适用三相三线制的三相电路功率测量，与负载是否对称无关。相反，三表法由于需要将中性点作为电压的参考点，只能用于三相四线制电路的功率测量，不能用于三相三线制电路的功率测量。可见，两表法和三表法的用途不同，一般而言，两者不能兼容，对于确定的电路，能采用两表法测量的，就不能采用三表法测量，反之，能用三表法测量的，就不能用两表法测量。有一种特殊情况，在三相四线制电路中，若中线无电流(例如，电源对称，负载对称的情况下)既可用三表法，也可用两表法。这也许就是部分人认为两表法只适合三相对称电路测量的原因。显然，这种认识是错误的。首先，对称电路，只在电路分析时有意义，对于测量来讲，并无实际意义。因为测量

是人类认知或检验的一个过程，而对称与否，是测量的结果，测量之前，我们并不知道其是否对称。 其次，对于对称电路来说，只需用一个功率表，读数乘以三即可，无需采用两表法或三表法。

2 存在电容电流时的电机功率测量

2.1 测量方法

对于变频器供电的三相系统中，当载波频率较高时，这些高频电压信号经过传输电缆时，会通过周围的杂散电容形成电容电流，在电机内部，包括轴承电容在内的各种分布电容也会形成电容电流，造成三相电流和不等于零，按照两表法的原理，此时采用两表法测量会造成误差。为此，国家标准《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》报批稿指出，“脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在，输入电流相量之和可能不为零。因此，应采用每相用一个功率表的测量方法”，标准中，未明确实际应用中面临的下述问题：

1. 多高的脉冲频率下，不宜使用两表法?

2.用一个功率表测量每一相是否就是三表法?

3.采用三表法，对于中线未引出的电机，如何测量?

4.采用三表法，是否可以忽略电容电流的影响?

杂散电容根据对功率测量的影响，可以分为两种，第一种，其电流最终回到电源，无中线系统，仍然有iAiBiC0;第二种，其电流通过地回路等泄漏，不再回到电源，可能导致无中线系统

iAiBiC0。本文主要考虑第二种杂散电容的影响，并以电容的对地电流影响为例，图4为存在对地电容电流的三相电路。

iiA1AAiA0iGiBiB1BB0iNiCiC1CC0

图4存在对地电容电流的三相电路

图4中。iA1，iB1，iC1为杂散电容引起的泄漏电流。iA0，iB0，iC0为电机绕组实际相电流，iA，iB，iC为总电流，有：

iAiA0iA1 iBiB0iB

1 (6) iCiC0iC1

T (7) P((uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt0T(uAGiA1uBGiB1uCGiC1)dt)/T0 由于电容不消耗功率，式(7)的第二项为零，即： TP(uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt /T

(8) 0 式(8)说明了两个问题，首先，功率与电容电流无关，其次，从测量角度看，除非电机三相绕组的始端和末端均引出，否则，iA0、iB0、iC0不易直接通过测量获得。为了方便测量，我们对P进行下述变换: TTP((uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt(uAGiA1uBGiB1uCGiC1) dt)/T00TT((uANiAuBNiBuCNiC)dt(uANiA1uBNiB1uCNiC1)dt)/T00TT((uANiA1uBNiB1uCNiC1)dt(uNGiA1uNGiB1uNGiC1)dt)/T00 TT(uANiAuBNiBuCNiC)dt/TuNG(iA1iB1i)dt/T

(9) C100 电机试验中，对于较大功率的电机，往往只引出三根线，式(9)中，第一项可直接测量，第二项不易测量，其值取决于电容电流和负载中性点电位。在电容电流不能忽略的情况下，如何准确测量三相电机的功率，尤其是如何采用两表法准确测量功率，对电机试验功率测量具有现实指导意义。 2.2存在电容电流时的三表法测量误差

采用三表法测量的功率为：

T P3(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0

(10) TPuNG(iA1iB1iC1)dt/T0可见，三表法测量功率，并不能完全消除电容电流的影响，假设电容电流带来的附加误差为EP3，

则有：

TEP3uNG(iA1iB1iC1)dt/T

(11)

0当中性点接地时，uNG0，P3P。

2.3 存在电容电流时的两表法测量误差

以B相为公共端，采用两表法测量的功率为：

TP2B(uABiAuCBiC)dt/T0T

(uANiAuBNiAuCNiCuBNiC)dt/T

0TT(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0uBN(iAiBiC)dt/T0T(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0TuNG(iAiBiC)dt/T0TuBG(iAiBiC)dt/T0

TPu

(12)

BG(iAiBiC)dt/T

0 TEPuBG(iAiBiC)dt/T

(13) 0由于 iA0iB0iC00， 所以 iAiBiCiA1iB1iC1。

TEPuBG(iA1iB1iC1)dt/T

(14)

0同理，有：

TP2APuAG(iA1iB1iC1)dt/T

(15) 0

T

(16)

P2CPuCG(iA1iB1iC1)dt/T0 对于电机试验，一般而言，电机的三相绕组基

本对称，分布电容也存在一定的对称性。即：uNGuAG,uNGuBG,uNGuCG。故三表法测量结果较为准确。

3 两表法测量的改进

电机试验中，中线通常没有引出，导致无法采

用三表法进行测量。如何提高两表法的测量精度，具有积极的现实意义。将分别以A、B、C为同名端的三次两表法测量结果进行平均

PP2BP2C2P2A

3 (17) TPAGuBGuCG)(iA1iB1iC1)dt/3T0(uTP(uANuBNuCN3uNG)(iA1iB1iC1)dt/3T0 由于电机试验时，试验电源一般具有较好的对称性，当电源完全对称时，有uANuBNuCN0， 即 TP

(18) 2PuNG(iA1iB1iC1)dt/T

0 此时，测量结果与三表法测量结果相等，图5为测量原理图，图中采用能测量瞬时值的两个电压表和三个电流表，由于uCAuCBuAB，功率可按照式(17)求取。改进后的两表法的优点是适合三相三线制的功率测量。

AAVBAVCA 图5：改进后两表法测量原理图

4 分析与探讨

4.1电容电流对功率测量的影响

不论是三表法、两表法还是改进后的两表法，功率测量结果均受漏电流大小的影响。且其附加的绝对误差均与iA1iB1iC1成正比，iA1iB1iC1与电源电压有关，电压越高，尤其是高次谐波电压越高，iA1iB1iC1越大。其相对误差与功率P有关，当P越小，相对误差越大。即：电源电压固定时，负载电流越小，相对误差越大;功率因素越低，相对误差越大。就电机试验而言，同样的变频器，对于同一台电机而言，负载试验时，误差较小;空载试验时，误差较大。

4.2 分离负载电流与电容电流

不论是三表法、两表法还是改进后的三表法，功率测量结果均受电容电流大小的影响。在了解测

量方法和误差后，更重要的是如何分离负载电流和电容电流，实现用两表法或三表法准确测量功率。

不论是三表法还是两表法，测量到的线电流为负载电流与电容电流之和，我们称为总电流。电容电流的大小与载波频率有关，载波频率越高，电容电流越大，由于分布电容的容量较小，电容电流主要由高次谐波构成。由于电机负载呈感性，负载电流主要由基波和低次谐波构成。

理论上，我们可以通过对总电流的谐波成分进行分析估计电容电流的大小，较高次的谐波电流，主要是电容电流，基波电流及较低次的谐波电流，主要是负载电流。而实际上，不同特性的电机，对谐波的截止频率不同，我们很难用一个通用的，确切的频率值来衡量这个界限，从而不能有效地指导实际测量。实际测量时，更有效的办法应该是尽量减小电容电流。首先，对于线路电容电流，其大小与载波频率，脉冲上升时间，电缆长度有关，实际测量时，只要将测试设备尽可能靠近电机端，完全可以忽略电容电流的影响，还可减小线路电压降对功率测试的影响。其次，电容电流由高次电压谐波造成，而高次电压谐波除了增加功率测量误差外，还有诸多的危害，如：

1.在电缆传输环节，高次谐波会造成过冲电压，损

坏电机绝缘。 2. 在电机内部，高次谐波导致的轴承电流会损害电

机轴承。

3.高次谐波产生很强的电磁干扰，影响其它设备运

行。

因此，不论是电机试验还是工业运行的变频电源，都应该尽可能减小这种高次谐波。对于变频电机试验而言，若要求试验电源是正谐波电源，需要在变频器的输出加装正谐波滤波器。若要求模拟用户运行环境，可采用诸如dv/dt滤波器等低通滤波器以保护电机。只要采取了上述两种方式中的任意一种，均可大大减小电容电流，提高功率测试精度。

对于载波频率较高，而输出又未加装任何滤波器的变频器，可通过下述方法判断电容电流的大小。不引出中线或将中线悬空，采用三个宽频带的电流传感器，由于iAiBiCiA1iB1iC1，通过对三相电流的高速采样，运算其向量和，该向量和即为电容电流的向量和。

5 结论

电容电流存在，输入电流向量和可能不为零，对两表法或三表法测量均会造成附加误差。改进后的两表法测试误差与三表法基本相当。就电机试验而言，可通过就近测量和附加滤波器等方式减小电容电流，提高测试精度。

【参考文献】

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方法[ S]. [2].邱关源.《电路(第五版)》[M].北京:高等教育出版

社,2006. [3] 龚立娇,吴延祥,李玲. 三相功率的测量方法[J],石河子大

学学报(自然科学版), 2005,(02) . [4] 刘丽君,伍斌. 三相电功率两表测量接线方法的研究[J],

电机变频特性范文第4篇

2、三相对称负载的有功功率，可以计算1相负载的有功功率，再乘以3：

3、P=3×U 相×I 相×cosφ相 可是我们往往知道的是电机的线电压U线，线电流I 线，而且也不知道三相电机绕组是什么接法，怎么办?

4、不要紧，我们先假设，电机是Y接的： U相=1/√3 U线 ，I 相=I 线 ，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3×(1/√3 U线)×I 线×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

5、不要紧，我们再假设，电机是△接的： U相=U线 ，I 相=1/√3 I 线 ，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3× U线×(1/√3I 线)×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

6、从

4、5知道，三相对称负载的有功功率，不管是什么接法，只要用线电压、线电流，就是一个公式：

P=√3 ×U线×I 线×cosφ相

7、这个证明的关键是：

1)Y接时，U相=1/√3 U线 ，I 相=I 线 ; 2)△接时，U相=U线 ，I 相=1/√3 I 线;

电机变频特性范文第5篇

因为用水随时间与生产情况而变化, 存在压力不稳, 能量消耗高等问题。为保证两清水池水量平衡, 操作人员与通过阀门调节水量的平衡。其缺陷是增加了劳动量, 并且很难保持供水压力的恒定。为了解决以上问题, 本文采用变频改造, 变频调速供水系统具有高供水质量, 强灵活性, 小耗电量, 电机起制动平稳, 无水锤效应, 占地面积小, 节约能源, 原材料消耗小, 降低系统的维护工作量和故障率等优点。经过改造可以解决以上问题的同时, 也达到节约能源的目的。2008年, 巴陵石化有限公司对其供水车间成功的进行了变频改造, 实现了工作效率高、故障少、节能等目标。因此, 对供水泵电机变频改造探讨是具有很大的实际意义和现实意义。

1 变频节能原理分析

1.1 变频器工作原理

变频器是一种将电网电源整流后再逆变成频率、电压可变的交流电供三相交流电动机专用的电源装置, 主要由功率模块、超大规模专用单片机等构成。不同品牌的变频器由于采用不同的功率模块、单片机以及控制方式, 其性能、功能等分别适用于不同的场合。在变频调速时, 电动机最大转矩T=Cm (U/f) 2, 式中Cm为电动机常数;U为电源电压;f为电源频率, 如果在改变电源频率f的同时, 同步的改变电源电压U, 可实现转矩T不变的调速特性。

1.2 供水泵调速节能原理

变频调速是改变电动机定子电源的频率, 从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是由提供变频电源的变频器所组成, 变频器通常可以分成交流—直流—交流变频器和交流—交流变频器两大类, 目前国内大多数所使用的变频器主要为交—直—交变频器。鉴于工程实践经验, 本供述泵房电机变频工程同样采用交—直—交变频器。

在各种变频调速的应用中, 最节能的方式是用调节转速来调节流量。流量Q压力H、轴功率Ps为泵的基本参数。如图1为水泵调速时的Q-H曲线。水泵在A点的效率最高, 输出的流量为100%, 轴功率Ps1与Q1、H1的乘积成正比。调节阀门可以调节流量从100%~50%, 但是, 此时管网阻力增加了, 即使流量虽然降低了, 压力却也增加了, 而且水泵轴功率Ps2与BH2OQ3的面积的比, 降低很少。但是如果采用变频调速, 如图1所示, 水泵的转速会从n1降低至n2。从图1可清晰地发现, 在满足相同流量Q2的前提下, 水压降至H3时, 轴功率与CH3OQ2的比值明显地降低了, 这意味着轴功率得到了明显的节约, 从而达到了节能的目的。

1.3 变频改造优点

控制方式通过采用变频控制以取代原先的交流恒压恒速控制, 这种通过采用变频控制的控制系统, 并根据实际情况制定供水流程, 分段设置变频频率, 进而控制供水泵房电机的运行速度, 从而在达到充分高效排泥的同时节省水耗和能耗。较多工程实践表明, 供水泵房电机的控制方式通过改造后可有效地的延长供水周期;减少了10%的用电量;提高了滤前水质, 而且有相当显著的节能降耗效果。

2 改造方案

2.1 常见泵类调速方法比较

变频调速。这种调速方法主要原理是通过改变供电电源频率, 机械性能最好, 功率因素一般优, 节能效果显著, 调速范围广平滑, 投资高, 对电网有污染。

电磁调速, 这种调速方法的电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源 (控制器) 三部分组成。直流励磁电源功率较小, 通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成, 改变晶闸管的导通角, 可以改变励磁电流的大小。其主要原理是调节砖差耦合器的励磁电流。机械性能差, 功率因素良好, 有节点效果, 调速范围一般平滑, 投资一般, 转差损耗较大。

液力耦合器调速, 这种调速方法的液力耦合器是一种液力传动装置, 一般由泵轮和涡轮组成, 它们统称工作轮, 放在密封壳体中。主要原理是控制耦合泵液体流量, 机械性能差, 功率系数良好, 有节点效果, 调速范围一般平滑, 投资一般, 旧设备改造困难。

串级调速, 这种调速方法的串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差, 达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收, 再利用产生附加的装置, 把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。其主要功能是改变转子反动势, 机械性能一般, 功率因素差, 有较好的节电效果, 调速范围平滑较宽, 投机较高, 只能使用在绕组型电动机。

调压调速, 这种调速方法的主要功能是改变电机端电压, 机械性能较差, 功率因素良好, 有节电效果, 调速一般平滑, 投资一般, 调速效率低。当改变电动机的定子电压时, 可以得到一组不同的机械特性曲线, 从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比, 因此最大转矩下降很多, 其调速范围较小, 使一般笼型电动机难以应用只适合与小型鼠笼电机。

通过以上的五种方案比较表明, 显然变频调速方案优势显著, 有很好的机械性能、最好的功率因素、节能效果显著, 调速平滑, 其缺点就是造价高, 产生高次谐波对电网有污染。

2.2 常见供水变频方案

变频泵固定方式。在整个系统中只有一台变频器, 其工作原理是变频器连接第一台水泵, 其他水泵通过软启动器和PLC链接, 由变频器控制加泵减泵。其优点是不会出现失压的现象, 加入变频器坏死, 可以用软启动器手动启动水泵, 所以备用启动不需要做。其缺点是投资较大。

变频泵循环法方式。由PLC控制切换, 变频器控制输出端口信号。变频器链接在第一台水泵上, 当需要加泵时, 变频器链接在第二台, 第一台照常工作, 还需加泵, 变频器链接在第三台, 一二台照常工作, 依照此原理进行循环。当需要减泵时, 系统关掉第一台, 还需减泵, 系统再关掉第二台, 依次循环。其优点是可以保证一台水泵变频无论用水量如何变化都可以保证管内压力恒定。其缺点是变频切换过程当中, 变频器需停止1s, 可能造成短时失压现象。

3 工程实例

3.1 项目简介

厂区供水水泵采用降低电机同步转速的高效率变频调速装置进行节能改造。项目完成时间:2011年7月至2011年12月。目的:一方面可以降低电机电流而保证电机安全运行;另一方面可以让电机与水泵自适应地合理匹配, 从而使系统达到最佳运行效果。预计投资:总容量400kW/套高效率变频调速装置大概报价是200万元人民币, 保守估计, 整个工程总投入约230万元人民币。

3.2 改造后的效果分析

表1对改造前年用电量与改造后年用电量做了对比, 得出改造后年节电量高达473040kWh。除此之外, 表1电机功率与实际功率做了分析对比, 从表1的分析结果表明, 水泵电机采用降低电机同步转速的高效率变频调速装置后有15%节能。

采用降低电机同步转速的高效率变频调速装置可以对电机软启动软停止, 有效地保护了电机, 延长了水泵电机的寿命;同时电机停止启动出现的水锤想象得到了消除。

不同水泵运行时间基本相同, 设备的综合利用率提高了。同时, 消除了同时无压力的现象, 水泵在流量临界点工作时切换频繁的现象得到消除, 给设备的维护带来了方便。

4 结语

随着变频技术的发展, 变频调速已经是国际高新技术, 但是由于其成本较高, 一直没有得到广泛的应用。所以, 研究一种新型的、廉价优质和高性能的变频器是重点。本文对供水泵房的电机变频节能原理及变频调速方案进行了分析, 结合工程应用实例分析了供水泵房电机变频改造后的效果。工程实践表明, 经改造后的变频供水系统具有很好的经济效益和社会效益, 其节能效果明显, 优点显著, 具有很大的使用价值, 可为今后变频改造提供了借鉴。

摘要：变频调速技术使得电气传动控制领域发生了巨大的变革, 是国际上一项应用最广的高新技术。本文对水泵变频节能原理及变频调速方案进行了分析, 结合工程应用实例分析了供水泵房电机变频改造后的效果, 为以后变频改造提供了借鉴。

关键词：供水泵,变频加速,变频改造,电机变频

参考文献

[1] 马新华, 李娟, 桑建国.变频调速在水泵节能技术中的应用研究[J].排灌机械学报, 2006, 24 (1) :1～2.

[2] 李跃非.变频技术在水厂泵房电机上的应用[J].净水技术, 2008, 29 (4) :25～27.

电机变频特性范文第6篇

答：所谓变频，简单说就是改变电源频率。变频技术的核心是它的变频器，变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术，它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节，把50Hz的固定电网频率改为30至130Hz的变化频率。同时，还使电源电压范围在一定的频压比下达到142V至270V，解决了由于电网电压的不稳定而影响电器工作的难题。我们生活中的电源频率50Hz(220V)本来是固定的，但变频器会改变电源频率和电源电压。

2、变频电机的构造原理

答：电动机的调速与控制，是工农业各类机械及办公、民生电器设备的基础技术之一。随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展，采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式，正在以其卓越的性能和经济性，在调速领域，引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革。它给各行各业带来的福音在于：使机械自动化程度和生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、电源系统容量相应提高、设备小型化、增加舒适性，目前正以很快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案。 由于变频电源的特殊性，以及系统对高速或低速运转、转速动态响应等需求，对作为动力主体的电动机，提出了苛刻的要求，给电动机带来了在电磁、结构、绝缘各方面新的课题。

3、变频电机主要特点

答：B级温升设计，F级绝缘制造。

采用高分子绝缘材料及真空压力浸漆制造工艺以及采用特殊的绝缘结构，使电气绕组采用绝缘耐压及机械强度有很大提高，足以胜任马达之高速运转及抵抗变频器高频电流冲击以及电压对绝缘之破坏。

平衡质量高，震动等级为R级(降振级)

机械零部件加工精度高，并采用专用高精度进口轴承，可以高速运转。

强制通风散热系统，全部采用进口轴流风机超静音、高寿命，强劲风力。保障马达在任何转速下，得到有效散热，可实现高速或低速长期运行。

经AMCAD软件设计的YP系列电机，与传统变频电机相比较，具备更宽广的调速范围和更高的设计质量，经特殊的磁场设计，进一步抑制高次谐波磁场，以满足宽频、节能和低噪音的设计指标。

具有宽范围恒转矩与功率调速特性，调速平稳，无转矩脉动。

与各类变频器均具有良好的参数匹配，配合矢量控制，可实现零转速全转矩、低频大力矩与高精度转速控制、位置控制及快速动态响应控制。

YP系列变频专用电机可配制刹车器，编码器供货，这样即可获得精准停车，和通过转速闭环控制实现高精度速度控制。

采用“微电机+变频专用电机+编码器+变频器”实现超低速无级调速的精准控制。 YP系列变频专用电机通用性好，其安装尺寸符合IEC标准，与一般标准型电机具备可互换性。

4、VFG、IAG系列变频调速电机

答：FG系列和IAG系列都属于泛用型变频电动机，可广泛应用于各行各业，由变频器驱动，可获得无级调速和一定的控制特性，在各行业的应用十分广泛，近年以来，该产品的市场需求呈上升态势，随着变频技术的成熟、发展和成本逐步下降，过去普通电机一统天下的市场格局也将由变频电机与之瓜分，后者并呈上升趋势。VFG系列电机是本公司开发的一款以基频制为概念的变频驱动电机，其中132以下型号全部为铝机座结构，160(含)以上型号全部为铁机座结构;IAG系列是在VFG基础上，为扩展机种和应用面而开发的新一代变频驱动电机，IAG系列所有机全部采用铁机座结构，二者均有各自的市场价值。

5、VFXD商用洗衣机用变频电机

答：VFXD系列电机是根据水洗机工况特性，而专门设计开发的新一代节能型洗衣机专用变频调速电机, 本电机低速出力大、电流小、高速加速力强,加速平稳，

与传统洗衣机电机相比, 可节能20%-25%, 尤其突出的优点是电机电流小，可降低变频器容量一至二档，大大降低洗衣机配置成本。

6、YVP变频调速电动机

答：YVP系列变频调速三相异步电动机绝缘为F、H级，防护等级为IP

54、IP

55、IP56。派生产品有变频调速电磁制动电动机(YVPEJ)、变频调速辊道电机、变频调速纺织电机，可附带各种光电编码器(或测速发电机)传感器装置等，同时可提供配套变频调速器。产品适应各种变频电源的高频冲击，确保电机在最低速和最高速时均具良好的工作特性。注：(如有特殊技术要求，可以特殊设计。)

7、YP系列变频专用电动机

答：电动机的调速与控制，是工农业各类机械及办公、民生电器设备所以来的基础技术之一。随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展，采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式，正以其卓越的性能和经济性，在调速领域，引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革。它给各行各业带来的福音在于：机械自动化程度、生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、见效电源系统容量、设备小型化、增加舒适性，目前正以很快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案。

8、YVF变频电机

答：本系列电动机采用F级绝缘，也可按用户要求制成H级，外壳防护等级为IP54，冷却方式有全封闭自扇冷却(IC411)及全封闭单独轴流风机冷却(IC416)，视用户需要而定。 YVF系列电动机额定电压为380V，频率为50Hz，也可根据用户要求确定额定点的电压和频率。中心高250及以下Y接法，中心高250以上为Δ接法。 YVF(YVP)电机F是频率的英文首字母缩写，P是频率的拼音首字母缩写，YVF是现行国家标准! 采用最先进的电磁计算方法，充分考虑目前SPWM技术和矢量控制变频器的控制特点，保证本系列电机具有低频力矩特性无爬行、恒力矩调速范围宽等优点。

9、YPF系列变频电动机

答：YPF系列电动机能与各类SPW间变频装置相配套，构成“变频器+变频调速电视”调速系统，调速范围广、振动小、噪声低，频率< 50HZ时具有恒转矩调速特性，频率> 50HZ对输出恒功率特性，电动机调速平稳，无转矩脉动现象，并具有较高的起动转矩及较小的起动电流;可使用于各种需要调速的传动装置中，如轻工、纺织、冶金、化工、印刷、包衣食品、机床、风机、水泵、输送线等。 YPF系列电动机是全封闭、箱型三相异步电动机，功率等级和安装尸才与YZ系列( P54)三相异步电动机相同，电动机的额定电压为380V、额定频率为50HZ、防护等级为P54.冷却方式为IC416，环境温度不超过十 40oC、最低温度为-15℃、海拔不超过 1000m，工作布式为连续(S1)，功率在55KW以下为Y接，55KW以上为△接。

10、YTP系列变频调速三相异步电动机

答：YTP系列电动机效率高、调速范围广、运行稳定、操作和维修方便。其安装尺寸符合国际电工协会(IEC)标准、外壳防护等级为IP44，定额是以连续工作制(S1)为基准的定额。YTP系列电动机的基本极数为4级，额定频率为50Hz，3kW及以下为Y接法，4kW及以上为△接法采用B级绝缘。

11、VF系列电梯专用VF及其派生系列变频调速电动机

答：VF变频调速系列电机用于VVVF变频调速电梯，比一般交流双速电机拖动的电梯节能50%，且电源容量亦可下降50%，比直流电机拖动的电梯节能40%，为用户和社会带来巨大效益。 VF变频调速系列电动机，应用于变频器控制调频、调压自动调速系统，具有起动性能好，低噪音、低振动、高效率的特点。适用于频繁起、制动的电梯运行工况，达到当代国际水平。现生产的各种规格和安装结构的VF电梯电机有：3.7kW、5.5kW、7.5kW、11kW、15kW、18.5kW、22kW等多种产品，也可根据客户要求，设计、研制、开发各种电梯专用电机。

12、QABP变频调速三相异步电动机