因此,当异步电动机的额定转速比直流电动机低一个挡次(例如,直流电动机的额定转速为1500 r/min,而异步电动机为980 r/min)时,两者的有效转矩线如图5-30 所示。
图中,曲线①是直流电动机的有效转矩线,曲线②是6 极异步电动机变频后的有效转矩线。
5.5.2 变频调速取代滑差电动机
5.5.2.1 初始考虑
根据滑差电动机的特点,曾经提出三个方案:
方案1:滑差电动机的励磁电流保持为最大值,拖动电动机实行变频调速;
方案2:将滑差电动机的两个旋转部分联接到一起,拖动电动机实行变频调速;
方案3:用一台同容量的异步电动机代替电磁调速电动机,进行变频调速。
实践结果分述如下:
5.5.2.2 保持最大励磁电流
1.方案特点
把励磁电流保持在最大位置,然后对拖动电动机实施变频调速,如图5-31(a)所示。
2.实践效果
完全不能使用。
3.原因分析
当拖动电动机的工作频率下降时,滑差电动机的理想空载点下移,其机械特性如图(b)中之曲线①、②、③、
④所示。由于没有了转速反馈,机械特性得不到改善,所以不能用。
5.5.2.3 用同容量异步电动机取代
1.方案特点
用一台同容量的异步电动机代替电磁调速电动机,进行变频调速,如图5-32(a)所示。
也可以从节约经费出发,把第二级的两个部分用机械的方法联接在一起,如图(b)所示。
2.实践效果
基本可用。但在低速时的带负载能力不如滑差电动机。
3.原因分析
滑差电动机在加入了转速负反馈后,在额定励磁电流下,低速时的电磁转矩反而比高速时大。就是说,它在低速时的有效转矩,是可以大于额定转矩的。据有的产品介绍,在最低速时的有效转矩可达额定转矩的1.7 倍。究其原因,则因为拖动电动机的功率不变,故在一定程度上具有恒功率的特点,即,低速时转矩大。而变频调速在调频过程中,其有效转矩是不可能超过额定转矩的。所以,电磁调速电动机低速时能带动的负载,变频调速却带不动。
4.解决办法
采用6 极异步电动机,如图5-33(a)所示。在图(b)中,曲线1 是4 极异步电动机变频后的有效转矩线。6 极异步电动机的额定转矩约为4 极电动机的1.5 倍,其有效转矩线如图中之曲线②所示。曲线③是电磁调速电动机的有效转矩线。由图知,采用了6 极异步电动机后,低速时的有效转矩大于电磁调速电动机的有效转矩,生产机械就能够在低速下运行了。
5.5.3 变频调速取代整流子电动机
5.5.3.1 实例
1. 改造前数据
某排粉机,原来用三相整流子电动机,额定容量:160kW,额定电流:285A,额定转速:350 ~ 1050rMmin。满载运行时,实测电流为234A,负载率γ≈82%。
2. 改造后数据
改造为普通电动机变频调速时,选用的电动机数据:160kW,275A,1480 rMmin(额定转差为20 rMmin)。运行情况:转速为1050rMmin 时,电动机过载,电流达316A。
5.5.3.2 原因分析
1. 从转矩看
(1)原来电动机的额定转矩
可见,改造后,虽然异步电动机的额定功率和原电动机相等,但运行在1050rMmin 时的有效功率却小了许多。
5.5.3.3 解决办法
改用6 极电动机, 电动机的额定数据:160kW,297A,980 rMmin
1. 从转矩看
因为原电动机的最高转速是1050rMmin,故改用6 极电动机时的最高工作频率:
2. 从功率看
变频调速后,在额定频率以上运行时,具有恒功率特点,其有效功率仍为160kW。所以,改用6 极电动机是可行的,实际运行情况也令人满意。
小小体会
用变频调速取代其他调速电动机时,一定要分析清楚被取代电动机的主要特性和负载的工作特点。不能只注意电动机的容量,而必须同时校验电动机的容量和转矩。