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普通电机可以接变频器吗?变频电机选型需要注意什么?

2020-07-21

普通电机可以接变频器吗?

部分普通三相异步电机可以在制造商允许的条件下采用变频器驱动,    但不能将“能够启动和调速”直接等同于“适合长期运行”。    是否适用,需要同时核对电机绝缘、冷却、负载、转速范围和机械条件。

本文所说的普通电机,主要指原本用于工频电源供电的三相异步电机。    单相电机、永磁同步电机及其他特殊电机,应按对应产品要求另行判断。

对于长期低速带载、宽范围调速、频繁启停或特殊环境应用,    应优先评估明确适用于相应变频工况的电机配置,    而不是仅在原电机前增加一台变频器。

一、变频器改变的不只是电机转速
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常见变频器通过调整输出频率和电压控制电机运行。    其输出波形与电网正弦波不同,可能给电机绕组绝缘、    轴承和温升带来额外要求。

同时,转速变化会影响电机散热和被驱动设备的负载。    因此,变频改造需要将电机、变频器和设备主机作为一个系统进行匹配。

二、普通电机与变频调速电机有什么区别?

比较项目普通工频电机适用于变频调速的电机
设计运行条件主要围绕规定工频电源和额定运行点设计考虑规定的变频供电条件与调速范围
绝缘适用性需核对是否能够承受相应变频输出应力按产品规定考虑变频供电的绝缘要求
低速散热自扇冷结构在降速时可能降低冷却能力通过冷却配置或允许负载范围满足设计工况
负载能力不能默认在整个调速范围内保持额定转矩应有对应的转速、转矩与运行条件说明
驱动配套需要评估原电机与新增变频器的兼容性仍需按电流、控制方式和过载要求匹配变频器

变频电机并不一定全部采用独立风机,普通电机也不一定完全不能变频运行。    判断依据应是具体型号的设计和允许使用条件,而不是只看名称或外观。

三、为什么低速运行时更需要关注温升?

对采用IC411自扇冷结构的电机,冷却风扇通常随电机轴旋转。    降低电机转速时,风扇转速也会下降,散热能力可能随之减弱。

如果设备在低速时仍要求较大的输出转矩,电机仍可能承受较高电流和损耗,    此时不能因为转速低就认为发热一定少。

处理这类工况时,可能需要采用独立风机冷却、调整电机规格、    限制低速持续负载或采用其他经确认的方案。具体措施应依据电机负载曲线    和实际运行条件确定,不能统一规定所有电机在某一频率以下都必须降载。

四、恒转矩与恒功率分别是什么意思?

恒转矩运行

恒转矩是指在规定转速范围内,电机能够维持相应的输出转矩。    在转矩相同的情况下,转速降低,机械输出功率也会降低。

例如,某运行点需要约95.5 N·m转矩,    在1500 r/min时对应约15 kW机械功率,    在750 r/min时对应约7.5 kW。    这只是机械关系示例,不代表任意15 kW电机都具备该低速持续输出能力。

恒功率运行

在允许的恒功率范围内,输出功率保持在相应水平,    转速升高时可用转矩会下降。    部分变频驱动方案在基速以上采用弱磁运行,但实际范围和能力需要按产品确认。

不能把某一电机样本中的恒转矩或恒功率频率范围,    直接作为其他系列、永磁电机或所有变频设备的通用参数。

五、先看负载,再确定调速方案

设备类型主要关注点
离心风机与离心水泵系统曲线、最低工艺需求、允许转速及低速运行条件
输送机带载启动、低速持续转矩及加速要求
搅拌设备物料变化、启动阻力和不同转速下的负载
压缩机主机允许转速、润滑、冷却及加载卸载方式
高惯量设备加减速时间、过载能力及制动需求

调速是否节能取决于设备和系统工况。    离心风机的调速规律不能直接套用于容积式鼓风机、输送机或其他负载,    也不能仅凭安装变频器就承诺固定节电比例。

六、变频器不能只按相同kW数选择

电机与变频器的额定功率相同,并不自动说明匹配。    还应核对电机额定电流、所需过载能力、控制模式以及现场使用条件。

  • 电压等级:变频器输出与电机额定电压、接线方式相匹配。

  • 输出电流:满足实际负载及产品规定的运行要求。

  • 过载能力:能够覆盖启动、加速和短时负载变化。

  • 控制方式:适用于异步或永磁电机,以及所需控制精度。

  • 现场条件:考虑环境温度、海拔和其他可能影响输出能力的因素。

  • 制动需求:频繁减速或负载回馈时,核对相应制动或回馈方案。

需要低速高转矩或较高速度精度时,还应确认控制方式、    是否需要速度反馈以及对应调试条件。

七、绝缘、电缆与轴承也需要核对

绕组绝缘

变频器输出的快速电压变化可能增加绕组绝缘应力。    绝缘等级字母主要描述热耐受类别,    不能仅凭“F级绝缘”或“H级绝缘”就判断电机适用于任意变频器。

电机电缆

电缆长度、驱动器特性和电机绝缘会共同影响配套要求。    较长电缆或特定电压条件下,可能需要输出滤波器或其他措施,    应按电机与变频器制造商的技术要求确认。

轴承电流

部分变频系统需要评估轴承电流风险。    是否采用绝缘轴承、轴接地装置、滤波或其他措施,    应结合整套驱动系统确定,不能简单认为加装一种部件就能解决所有情况。

八、提高频率不等于设备可以无限提速

电机和被驱动设备都有允许转速范围。超过原额定运行点时,    需要核对电机机械强度、轴承、转子平衡和输出能力,    同时确认水泵、风机、联轴器、皮带轮或减速机的允许条件。

变频器能够设置某个频率,不代表整套设备允许在该频率下运行。    对风机和水泵,提速还可能明显增加负载,不能只检查空载转动是否正常。

九、永磁电机与普通异步电机的配套有什么不同?

永磁同步电机需要匹配支持相应电机类型和控制功能的驱动器。    原来用于异步电机的变频器能否继续使用,应核对具体型号、软件功能和输出能力。

以产品结构区分,TYCP系列需要配套合适的永磁电机驱动装置;    TYCP3则采用电机与驱动器一体式结构。    选型时仍需确认机械接口、电源、控制信号及允许工作范围,    不能把两个系列作为相同配置处理。

十、防爆电机可以直接加变频器吗?

不能仅凭电机已有防爆标志就直接增加变频器。    应核对具体型号是否允许变频供电,以及证书、说明书规定的    调速范围、温度保护、冷却和驱动配套条件。

危险区域中的电机表面温度和运行保护要求尤其需要关注。    工频运行的适用条件不能自动延伸到变频运行,    配套方案应按项目要求由相应专业人员确认。

十一、结合上力产品怎样选择方向?

应用需求产品选型方向需要确认的内容
已有普通三相异步电机改造先评估原型号,不直接默认适用绝缘、冷却、负载范围和机械条件
普通工业变频调速YPT3系列转矩范围、冷却配置及驱动器匹配
气体防爆变频应用YBBP系列防爆适用范围及规定的变频运行条件
粉尘防爆变频应用YFBBP3系列粉尘类别、温度限制及调速条件
永磁调速应用TYCP系列永磁控制兼容性及实际负载要求
电机与驱动器一体化应用TYCP3系列输入电源、机械接口及控制配置

上表用于确定沟通方向,不代替具体型号选型。    最终应以对应技术参数、允许运行范围和双方确认的配置为依据。

十二、变频选型与改造资料清单

  • 电机型号、铭牌及已有运行资料。

  • 配套设备类型、传动形式和负载特性。

  • 最低、额定和最高转速,以及各转速下的负载需求。

  • 低速持续时间、每小时启动次数及加减速要求。

  • 电源条件、变频器型号和电机电缆长度。

  • 冷却方式、辅助风机及测温装置配置。

  • 安装环境、机械允许转速及特殊认证要求。

上力可根据上述资料协助核对电机系列与配套要求。    对于已有电机改造,应先完成适用性评估,    再确定是否保留原电机、更换变频专用配置或采用其他驱动方案。

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