3 КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СОСТАВЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА Асинхронные электродвигатели, применяемые в составе частотно-регулируемого электропривода, перечислены ниже [3]. При классификации электродвигателей для частотно-регулируемого привода выделяют 4 основных разновидности электрических машин. Стандартный асинхронный короткозамкнутый, самовентилируемый (1LA). Такие двигатели имеют вращательный момент двигателя в диапазоне от 3 до 8000 Н•м. Частота вращения от 750 до 3000 об/мин. Стандартный асинхронный короткозамкнутый с принудительной вентиляцией (1PQ). У данных двигателей широкий диапазон регулирования частоты вращения.
Асинхронный короткозамкнутый, взрывозащищенный (1MJ) типа ВАО, ВАСО, ДАЛ. Данные двигатели выпускаются в модификациях по напряжениям 380, 3000, 3300, 6000, 6600 В. Частота вращения 1500, 3000, 3600 об/мин Асинхронный погружной типа ПЭД, ПЭДВ, ПЭДП, ДПТВ, ПЭДУ. Двигатели этого типа рассчитаны для продолжительной непрерывной работы в агрессивных условиях при высокой температуре и давлении. 3.1 Дополнительные требования к стандартному асинхронному короткозамкнутому самовентилируемому электродвигателю (1LA) при управлении от преобразователя частоты Стандартные асинхронные короткозамкнутые самовентилируемые электродвигатели (АД) наиболее распространены в промышленности. Это обусловлено простотой их конструкции, очень высокой надежностью в эксплуатации, стандартизацией и высоким коэффициентом полезного действия. АД позволяют вносить изменения в конструкцию для удовлетворения специальному применению и различным условиям среды. Фактически они имеют только два недостатка: большой пусковой ток (5-7 Iном.) и ограниченные возможности регулирования частоты вращения. Асинхронный двигатель общего применения сконструирован так, что оптимальная плотность электромагнитного потока у него при номинале питающего напряжения 200 В и частоте 50 Гц. Когда изменяется частота, необходимо в то же самое время и изменять напряжение питания электродвигателя. Это необходимо в случае поддержания постоянной величины скольжения. При таких условиях управление АД с изменением частоты вращения называется управлением с постоянным соотношением напряжения к частоте U/f. Соотношение U/f - Линейное. Напряжение на двигателе растет линейно с увеличением частоты двигателя. Номинальное напряжение подается на двигатель при номинальной частоте. Линейное соотношение U/f следует использовать в электроприводах с постоянным моментом на валу (не зависящим от скорости рабочего органа). Соотношение U/f - Квадратичное. Напряжение двигателя изменяется по квадратичной зависимости по мере возрастания частоты от 0 Гц до номинальной частоты двигателя. При этом на двигатель подается номинальное напряжение при номинальной частоте. Двигатель работает с уменьшенным магнитным потоком на частотах ниже номинальной. Он имеет меньший критический момент, чем при линейном соотношении U/f, и создает меньше шума. Квадратичное соотношение U/f используется для приводов, в которых требуемый момент пропорционален квадрату скорости. Таковыми являются центробежные вентиляторы и насосы. Частота вращения двигателя при частотном управлении может значительно отличаться от номинальной. Допустимый максимум частоты вращения для стандартных двигателей соответствует их типоразмерам и приведен ниже. Типоразмер (высота оси вращения, мм) , допустимый максимум частоты вращения, об/мин Типоразмер (высота оси вращения, мм) 63-100, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 6000. Типоразмер (высота оси вращения, мм) 112-200, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 4500. Типоразмер (высота оси вращения, мм) 225-280, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 3600. Типоразмер (высота оси вращения, мм) 315, 2 полюса, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 3600. Типоразмер (высота оси вращения, мм) 315, другие, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 3000. Типоразмер (высота оси вращения, мм) 355, 400, 2 полюса, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 3600. Типоразмер (высота оси вращения, мм) 355,400, другие, допустимый максимум частоты вращения, об/мин 2500. Выходные токи и напряжение преобразователя частоты в отличие от стандартной сети имеют не синусоидальную форму, а пики, высшие гармоники тока и напряжения, быстрое изменение частоты и напряжения во времени. Это приводит к увеличению напряжения на изоляции двигателя, увеличиваются потери двигателя, его вибрация и шум [4]. Так как техническим условием завода-изготовителя не предусматриваются испытания стандартного асинхронного двигателя при питании его от преобразователя частоты, появляется необходимость в проведении дополнительных проверок двигателя. Международным электротехническим комитетом, в состав которого входит Российская Федерация, принят стандарт МЭК 34-17 «Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, питаемые от преобразователей частоты». Первая редакция стандарта была выпущена в 1992 году, вторая в 1998 году. В первой редакции МЭК 34-17 в целях исключения негативных воздействий на двигатель, питаемый от преобразователя частоты, были введены дополнительные проверки, которые состоят из трех групп: • 1 группа - Общая проверка двигателя при питании от преобразователя частоты; • 2 группа - Проверка двигателя при частоте вращения ротора выше номинальной (при питании от преобразователя частоты); • 3 третья группа - Проверка двигателя при частоте вращения ротора ниже номинальной (при питании от преобразователя частоты). Проверки должны производиться на заводе-изготовителе электродвигателя или поставщика преобразователей частоты по требованию заказчика. Перечень проверок электродвигателя приведен ниже:. Общая проверка двигателя 1 Нагрузочная способность 2 Уровень изоляции 3 Заземление Проверка двигателя при частоте вращения выше номинальной 1 Максимальный вращательный момент двигателя 2 Конструкция подшипников 3 Смазка 4 Шум вентилятора 5 Балансировка 6 Критическая частота вращения 7 Уплотнение вала Проверка двигателя при частоте вращения ниже номинальной 1 Смазка 2 Охлаждение 3 Электромагнитный шум Продолжения: Общая проверка двигателя Проверка двигателя при частоте вращения выше номинальной Проверка двигателя при частоте вращения ниже номинальной Источник: ВРД 39-1.10-052-2001
|