变频擂台第60期擂台——电机的频率和功率的关系问题
该擂台贴来自 都晓 的一个贴《电机频率和功率有关系吗》:http://bbs.gongkong.com/Details/201112/2011121818055200001-1.shtml,在此对 都晓、电X 表示感谢!
众所周知,电机的额定功率是电机在额定电压、额定频率下的功率。那么电机的频率和功率有关系吗?电机在非额定频率下的功率该怎么计算呢? 假如10KW电机,变频频率25HZ,功率是一半吗?在本期擂台中,我们就来讨论一下电机的频率和功率的关系问题:
1、存在电机的频率(包括频率而不仅限于频率)与功率的理论计算公式吗?如果存在,请列举。
2、在电机实际运行过程中,功率与频率之外的什么参数还有关系?请详细阐述。
3、电机运行在不同频率下的实际功率该怎样测量?请列举详细的测量方法。
4、针对以上要求,进行详细阐述。最好能有图片说明,如果能以某品牌举例说明更佳。列举得最全的、阐述得最详细的、原创最多的,作为一等奖。
变频擂台每周一期,本期擂台的最晚结贴时间为:2011年12月25日。
奖项设置:一等奖1名:50MP,二等奖5名:10MP,三等奖10名:30积分。
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上回我回答了楼主的第一个问题,也隐含提到,实际应用中电机的实际功率,从来就不是设定的,在额定功率下电机功率是由负荷决定的。但是在刚刚看到的论坛观点,认识到这一点的并不多。上一回我也谈到我不再限于楼主的语境来讨论这个问题。
下面我们谈论楼主得第二个问题:在电机实际运行过程中,功率与频率之外的什么参数还有关系?请详细阐述。
1、电机的电功率由电网或变流装置提供,电功率P=1.732*U*I*功率因数。但是大家可能忽略了,电功之所以成为电功,它一定对外部做了功,对于电机,就是轴输出功率PM=(n0/9550)*T(其意义在前面已经谈过),电机效率=PM/P,从上面可以看出,电机功率除了和转速有关,另一个主要因素就是电机轴输出克服负载的阻力距。根据负荷阻力距类型不同,电功率和电机电源频率的关系也不同。
2、考虑VVVF变频器驱动电机的情形。对于保持电动机磁通基本衡东这个条件电机输出电压U=k*f(k为比例系数如果400V对应50HZ频率,那么k=8V/HZ ,f电机电源频率),假设我们的负载的转矩恒定,也就是电流近似不变,电机电功率P=k1*f*I=k2*f,即电机在恒转矩负载时,如果电压于频率成正比,那么电功率与电源频率成正比。
3、假设电机电压于频率仍然成比例,负载阻力距与频率(即转速)的平方成正比,那么轴输出机械功率于频率的立方成正比。这里应该注意,这里我们用归一化频率表示,如额定频率为50HZ,实际频率为30HZ,归一化频率为0.6 。上述特性为离心风机和泵的负载特性。这意味当风机转速降低时流量变化要比功率变化慢得多。在30HZ的情况下风机需要提供的电功率仅仅是额定功率的21.6%,虽然流量只减少40%。因为变频器电压和频率仍然是正比关系,在这种情况下电机实际功率比需要的要多。风机节能正是将变频器电压频率改为风机水泵特性才真正节能。风机水泵节能潜力是由其运行特性决定的。
引用:
众所周知,电机的额定功率是电机在额定电压、额定频率下的功率。那么电机的频率和功率有关系吗?电机在非额定频率下的功率该怎么计算呢? 假如10KW电机,变频频率25HZ,功率是一半吗?在本期擂台中,我们就来讨论一下电机的频率和功率的关系问题:
关于上述表述,我总觉得怪怪的。不记得在哪看到1000KW发电机只发500KW电,那500KW那去了,这个问题就好像汽车可以开100公里/小时,现在是60公里/小时,于是推论损失了40公里/小时,一样好笑。电机实际运行功率都是由负载决定的,而不是给定的。功率的测量很简单,只要测量电压和电流就基本可以估算出来。如果不放心,直接用电功表测量好了。能提出问题是好事,但是有时真的动手比动脑管用。
刘老师的如下观点:
2、变频频率25HZ时,电机的额定功率是5KW;
4、但是,你要知道,在25HZ时,电机的运行功率大于5KW额定功率时,已经过载了;
小生不能认同、
1、电机的额定功率,是在额定运行条件下的功率,它规定了电机线圈能够承受的电流,在这个电流下电机线圈的温升不会破坏绝缘,使电机稳定运行。在非额定条件下,电压可以不和频率成正比,如风机特性或S特性曲线,前一情况下功率不足5KW,后一种情况下,功率超过5KW,但是只要不超过额定电流都不算过负荷。
2、我们知道为什么在额定电压上提升频率可以提速,但是必须降低负载转矩,这就是为了保证额定电流不超过。这种情形称为恒功率特性。