(已结束)变频擂台第60期——电机的频率和功率的关系问题 点击:7297 | 回复:79



老菜鸟

    
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发表于:2011-12-18 20:06:24
楼主

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。

        MP介绍:gongkongMP即工控币,是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位,类似于大家熟悉的QB,1个MP=1元人民币。

        MP有什么用?兑换服务:以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 兑换现金:非积分获得的MP可兑换等值现金(满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换)。



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21楼

都晓

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发表于:2011-12-19 20:10:39
22楼
回复内容:
对:今生缘关于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?查找了《电机拖动》等有关书籍没有相关计算公式,只有三相异步电机定子每相电动势的有效值 : E1=4.44f1N1Φm 式中 :E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值,V ;f1--定子频率,Hz;N1——定子每相绕组有效匝数 ;Φm-每极磁通量 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。电机都输出功率与频率的关系,这主要取决与设备的类型,需根据不同类型的设备、工艺情况进行具体分析,而非电机本身。比如: 对于容积式压缩机或鼓风机,在工艺系统压力不变的情况下(恒压控制模式),电机的输出功率与频率成正比关系。对于离心式水泵、鼓风等平方转矩的设备,输出功率(轴功率)是转速(频率)的3次方比例关系。3、电机运行在不同频率下的实际功率该怎样测量?P=T*n/9550T=转矩单位Nm,n分=每分钟转速单位转/分钟测量了转矩和转速就可以计算功率了内容的回复:vf控制,是造纸机,压扎机


jona

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发表于:2011-12-19 23:02:10
23楼

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。

 

 

jona

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发表于:2011-12-19 23:10:41
24楼
最后一点关于功率的测量问题就很简单了,可以在变频器电源侧负载侧分别接有功电表直接测量,不过我没有做过,这样做只有对研究电机运行的效率与变频器参数的关系时才是必要的。这方面我还没有做过。

jona

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发表于:2011-12-19 23:32:20
25楼

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。

Smile

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发表于:2011-12-20 07:52:13
26楼
引用 zlyseo 的回复内容:灌装生产线 http://www.sine-equipment.com  http://www.samtent.com  三维膜包装机 http://www.samtent.com  三维包装机http://www.samtent.com  高装盒机http://www.samtent.com  束带机http://www.samtent.com  薄膜捆包机http://www.samtent.com  软抽纸包装机http://www.samtent.com  卫生巾封口机


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刘志斌

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发表于:2011-12-20 11:42:36
27楼

“10KW电机,变频频率25HZ,功率是一半吗?”

1、10KW电机,10KW是额定功率;

2、变频频率25HZ时,电机的额定功率是5KW;

3、在25HZ时,电机的实际运行功率可以是空载、满载、过载,由负载大小决定;

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;

 

刘志斌

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发表于:2011-12-20 11:45:05
28楼
5、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,而不是额定功率10KW时的欠载、轻载;

hesenning

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发表于:2011-12-20 15:46:41
29楼
学习了   谢谢楼上的

jona

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发表于:2011-12-20 19:35:34
30楼

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。

刘志斌

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发表于:2011-12-20 20:34:45
31楼
引用jona 的回复内容:

……只要不超过额定电流都不算过负荷。……


1、当变频器的频率、电压下降时,“只要不超过额定电流都不算过负荷”,这句话说得对;

2、也就是说,频率、电压下降时,电机的额定电流不变,或者说额定转矩不变;

3、那么电机的额定功率,因频率、电压下降而下降,额定功率就是     

              额定功率=额定电流×电压

4、那么电机的额定功率,因频率、电压下降而下降,额定功率就是

               额定功率=额定转矩×转速

5、只要负载功率大于额定功率,就意味着电流大于额定电流(或者转矩大于额定转矩),电机就会过载;

都晓

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发表于:2011-12-20 20:45:22
32楼
回复内容:
对:jona关于引用: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。内容的回复:


那是视在功率,是随负荷大小变化ianhua

刘志斌

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发表于:2011-12-20 20:47:58
33楼

6、50HZ、380V额定状态是:

10KW=额定电流×380V

7、25HZ、380V×25/50 额定状态是

5KW=额定电流×380V /2

8、只要负载功率大于5KW,电流一定大于额定电流;

 

刘志斌

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发表于:2011-12-20 20:50:30
34楼
9、额定功率与电机实际功率没有关系,实际功率多大只决定负载,但是负载功率大于额定功率就过载!


刘志斌

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发表于:2011-12-20 21:02:01
35楼

引用都晓 的回复内容:

……那是视在功率,是随负荷大小变化ianhua


1、“1000KW发电机只发500KW电,那500KW那去了”,是把额定功率与电机的运行功率混淆在一起了;

2、说话的人认为1000KW发电机,发电时功率一定是1000KW,所以当他发现发电机实际运行功率是500KW时,惊呼少了500KW;

3、其实1000KW是额定功率,是说发电机的运行功率不能超过1000KW,发电机的运行功率与发电机的负荷有关,可以是300KW、10KW 、……

jona

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发表于:2011-12-20 21:19:46
36楼

复都晓及刘志斌先生

1、电机不标视在功率,电机功率都是有功功率,视在功率的单位是KVA,有功的单位是KW,无功的单位是千乏。

2、实际上变频器在25HZ时电压并不一定是190V,对于风机类负载,25HZ时电压应该设定为100V左右,而对于需要特别转矩提升的负载,这个电压可能是250V或更高。这种情况下只有提高电压,才能保证电流不超过额定电流。电机在不是额定条件下没有所谓额定功率的概念,额定功率都是指额定条件下,即设计条件下的功率。在所有条件下电机电流都不得超过额定电流,超过额定电流就是过载。

刘志斌

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发表于:2011-12-21 00:44:53
37楼
引用jona 的回复内容:

……电机在不是额定条件下没有所谓额定功率的概念,额定功率都是指额定条件下,即设计条件下的功率。……


1、什么是异步电机的额定条件?

2、异步电机的额定条件,例如异步电机出厂名牌上标明的数值,额定电压、额定电流、额定功率、额定频率,还有没标明的额定转矩等;

3、异步电机的额定条件,就是异步电机或者所有电器能长期安全运行的数值,是个安全运行的“限额”;

刘志斌

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发表于:2011-12-21 00:53:05
38楼

4、如果一台异步电机工频运行的电压、频率都在额定限额内,而工作的电流、功率比额定状态小,我们说异步电机的工作状态是轻载,不是额定满载,应该是不在额定状态下吧?

5、电机不工作在额定状态下,那么电机的额定电流、额定功率就没有吗?当然有!

最多两年

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发表于:2011-12-21 00:56:56
39楼

引用刘志斌 的回复内容:5、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,而不是额定功率10KW时的欠载、轻载;




这个过载不敢苟同。

变频电机在频率宽度 电压宽度 电流宽度方面 远比 50HZ额定状态要宽很多。

不然恒功率调速时,电压和电流去调节时,电压都可以防大到几倍上均可以正常运行。

不过,有一点不了解的时候,变频电机上的铭牌是怎么标识的。

如果有标50Hz额定变频,如果又是变频电机,我想这个 额定的意思,只是表达在50HZ时的电流电压情况。

并不代表过载范围的意思。

 

刘志斌

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发表于:2011-12-21 01:04:12
40楼

6、电机的大多数实际工作状态,都是非额定状态;

7、而电机的额定参数,是出厂时,厂家告诉我们如何使用电机才是安全的,与电机的实际工作状态无关;


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