淺談變頻器供電條件下電動機的溫升與對策
傳感器安裝位置說明:
轉子:13(軸中心),14(軸伸側表面),15(風扇側表面);
定子繞組端部:1(軸伸側),10(風扇側);
定子鐵心槽部:17(軸伸側),4(風扇側);
殼內空間氣隙:8(軸伸側),19(軸伸側靠近定子繞組),20(風扇側);電動機殼體:6。
工頻正弦和變頻電源供電的情況下,每一個溫度點都測量大量的數據,由最小二乘法得到該點的溫度曲線。
圖2所示是滿載條件下,由變頻器和正弦電源分別供電時對應各測量點的溫度曲線。圖3所示是變頻器供電電動機在不同負荷條件下的溫度曲線(工作頻率為50hz)。圖4所示是正弦波供電時不同負載條件下的溫度曲線圖。
顯而易見,在變頻器和正弦電源供電條件下,溫度曲線具有相同的上升趨勢。由變頻器諧波引起的附加溫升較大,定子側為7℃左右(位置1),轉子側大約為15℃(位置13)。對于結構材料相似的其他容量的感應電動機,上述結果同樣適用。另外,電動機各部位溫度分布差異很大,定子端部繞組(位置1)的溫度低于定子中心(位置17)溫度,這是因為定子端部繞組冷卻條件比較好;同時由于風扇的冷卻作用,風扇側的定子端部繞組(位置10)溫度和殼內空間氣隙(位置20)溫度均低于相應軸伸側的定子端部繞組(位置1)溫度和殼內氣隙(位置8)溫度。由于熱量傳遞的復雜性以及冷卻條件的不一致,溫度和損耗的關系是非線性的。
對于平方轉矩負載而言,低速運行時負載轉矩減小,電動機銅耗和發熱量降低,雖然低速時冷卻能力降低(如采用自冷式或自扇冷式),但電動機溫升增大的不會太多。對于恒轉矩負載而言,低速運行時負載轉矩不變,電動機銅耗和發熱量并不比高速運行時小,而低速時冷卻能力卻降低了,因此電動機溫升將會有較大的增大,使用時要特別注意。
表2給出了變頻器供電條件下y100i2-4型自扇冷式電動機的轉速對溫升的影響實測的數據。
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