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关于电机工频运行与变频器下运行的区别 点击：12677 | 回复：37



时空

    
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发表于：2012-01-13 07:51:25
楼主
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机型

负载种类

转速

电机类型

最高频率

运行频率

电压

电流

814初捻

840D

5500

 

 

50HZ

*380

24.0

814初捻

840D

5500

 

50HZ

工频50HZ

380

14.0

813初捻

840D

5500

 

50HZ

工频50HZ

380

8.6

813初捻

840D

5500

 

50HZ

工频50HZ

380

9.7

见上表，同样的工艺参数，同样的负载荷，电机直接运行在工频下与运行于变频器下的50HZ，电流相差如此之大，而且是个共性，请问各位坛友，这样的电流差异是什么原因造成的，可以通过变频器参数设置解决吗？（横转矩负载）
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刘志斌

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发表于：2012-01-14 11:38:08
21楼
8、楼主问，“关于电机工频运行与变频器下运行的区别”，我告诉大家，最大的区别是，电机工频运行比变频器下运行省电，变频器下运行比电机工频运行费电20%，甚至还更多！！！
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刘志斌

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发表于：2012-01-14 11:49:18
22楼

引用 jona 的回复内容：

……变频器首先是满足电机调速的要求，谁说节能的，设置不对比工频还费电，在工频工况，采用变频器要多耗5%左右电能！

1、变频运行费电，不是设置的问题，是变频器效率低的本质问题；

2、实际采用变频器多耗20%的电，而不是多耗5%的电，楼主的数据就证明了我的说法！

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时空

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发表于：2012-01-14 11:52:00
23楼

谢谢大家，其实变频器参数也没有几个，就是外部控制，频率给定，加减速时间，自由停车等等。如果可以改善的话，应该调整PWM载波，现在是5K，调到2K似乎效果并不明显。

刘前辈说的很对，其实调试变频器这么多，感觉这玩意尽耗电。而风机水泵能节能大概是按需要它能改变转速，从而降低输出功率，而我们这个是横转矩，特定丝线是恒速的，速度一种丝线是不能改变速度的。所以这玩意在捻线机上不省电。

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明理

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发表于：2012-01-15 08:41:27
24楼
调试时一定不要忽视小细节。
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jona

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25楼

变频器首先要满足工艺调速的要求。如果工艺是固定的速度，当然不需要采用变频器。当机器转速要求一定，通过选择电机和减速器来优化设计，达到高效率和高可靠性。

我们需要估算一下变频器自身的损耗问题。

怎么做呢？在变频器输入、输出分别接入有功表，输出有功/输入有功=效率。

那太麻烦，我们大概估算一下，变频器自身损耗：（功率单元采用IGBT）

控制电源一般<24*10=240W；我们假设变频器输出电流为100A，那么逆变单元的损耗约为6*0.5V*100A=300W，考虑整流桥6*0.7*100=420W，其他主电路消耗按上述功率单元的10%计算72W，而变频器频率假设为10HZ，这时输出电45V。输出功率为1.732*45V*100A=7794W，这是效率为88.3%，但是假设频率50HZ，输出淡雅380V，输出功率为1.732*380*100=65816W，变频器效率为98.5%。

从上面估算可以看出，变频器效率与运行频率有关，长期在低速下运行是不经济的，但是要说变频器只有80%，是不是过于武断，如果真是那样，我看不是替代直流调速，而是变频器这个行业早该完蛋了。

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yjig

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发表于：2012-01-15 18:06:25
26楼

楼上算的1.5%的损耗是变频自己的，如果再考虑由变频产生的谐波损耗呢？

谐波在传输电能的途中所产生的损耗，再加上变频谐波对电机的损耗，因此，总的损耗大约为20%。

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jona

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发表于：2012-01-15 18:32:44
27楼

引用 yjig 的回复内容：楼上算的1.5%的损耗是变频自己的，如果再考虑由变频产生的谐波损耗呢？谐波在传输电能的途中所产生的损耗，再加上变频谐波对电机的损耗，因此，总的损耗大约为20%。


如果你认为有问题。请计算一下谐波损耗。至于传输损耗，你不用变频器也存在，不是吗？

如果你提供一个计算方法，和计算的数据，我倒是很乐意学习一下。

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yjig

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发表于：2012-01-15 18:43:38
28楼
其实，变频器的最大损耗，就是对电机的谐波损耗，有关谐波，大家都非常清楚，至于谐波的损耗对电机的影响，可参考多速电机方面的资料，其中有关效率分析中，介绍了谐波对电机的运行影响。
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yjig

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发表于：2012-01-15 18:51:47
29楼

其实，需要客观的看待变频器，不要一说到变频，就迅速联想到节能，但也不能全面的否认变频器，认为变频器就浪费电能。这要看怎么用，用在什么样的场合。

任何传动都有损耗，用直流电机也有损耗，用变速皮带也有损耗，用电磁调速电机也有损耗。

象楼主的使用场合，主要考虑的是调速，在调速的过程中，尽可能的减少损耗。

只有将变频运用到风机、水泵等场合下，才有可能节能，注意，是有可能。

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jona

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发表于：2012-01-15 19:39:34
30楼

首先我没有研究过谐波对电机效率的影响。一般现在生产的电机的效率在90%以上，谐波的影响怎么评估呢。这样吧，一个电机拖动一个负载比如一个风机吧。我们这么处理：

第一种情况，用工频50HZ，380V三相电源驱动，电动机输出轴直接连接风机；用变频器将频率设定为50HZ，输出电压也是380V。这样我们测定电机输出轴转速，如果一样，那么负荷就没有变化。（同意吗？）测量变频器输入电流，比较不接变频器时的电源电流。同时比较两个电机的温度。

第二种情况。风机转速减半，那么电源还是50HZ，380V，减速用皮带减速；变频器频率设定为25HZ，这是对于风机可以选择平方特性负荷特性曲线，电压约为100V。这样我们测定电机输出轴转速，如果一样，那么负荷就没有变化。（同意吗？）测量变频器输入电流，比较不接变频器时的电源电流。同时比较两个电机的温度。

节不节能，一看就知道，第二种如果不能节能，意味电流必须是不用变频器的4倍！

所以我不用研究谐波对电机效率的影响，凭常识也可以判断上述观点的荒谬！

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yjig

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发表于：2012-01-15 20:01:45
31楼

变频器在运行中所产生的谐波，如果该谐波损耗是以温度的形式，那还算有限，毕竟对电机的运行没有负作用。

而实际上，该谐波还对电机的运行产生相反的负作用，纯粹的正弦波会产生正向旋转力，而谐波却恰恰相反，他会产生与电机的磁力方向相反的磁力，不仅浪费消耗电能，而且还阻碍电机的旋转。如果电机原来的负载是10KW，由于谐波的作用，进一步增加了负载损耗，假定增加的（由谐波引起的）相反方向的阻力功率是1KW，那么，若要驱动负载，就必须消耗11KW的功率，才能使电机正向旋转，再加上1KW的变频损耗，总的消耗功率大约是12KW。

当然，以上仅仅是假定，是定性分析，但无论如何，变频的谐波是客观存在的，损耗也是客观存在的，这可以从电机表面的温度，从电机的电流可以看到。

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yjig

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发表于：2012-01-15 20:08:58
32楼

使用变频器不一定就节能，但也不一定就浪费，不一定就多消耗电能，通常将变频用于风机、水泵的场合，如果使频率保持在80%的范围内（40HZ）时，与其他方式调速相比，可以节能。

如果风机频率是35HZ，按照立方功率的关系，理论上可节能65%，再考虑到变频的谐波损耗，总的节能可以达到约45%左右。

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jona

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发表于：2012-01-15 20:40:31
33楼

楼上君，为了查明谐波的作用，我设定测量三个参数：电机输出轴转速，电机电流，电机温度。测量转速是考虑谐波可能会造成速度脉动，可能平均速度略有下降。测量电流、电压是简单比较下功率变化，因为有功一定电流、电压结合可以判断功率因数变化（负载采用机械输出轴功率）。测量温度可以判断谐波对电机温升的效果。（注意电机冷却应该是独立风扇).

谐波是什么？谐波是应该用傅立叶变换来分析，对应于基波的倍频，可以分解成正弦波信号的叠加，一般说来高次谐波的系数要比低次谐波的系数小，高次谐波的影响可以忽略。我们假设到11次谐波，由于有谐波的影响，由于有相位差，所以可以预期会造成转速的脉动，造成铜损和铁损的增加。但是远没有楼上的讲得那么严重，从上面三个参数的检测，可以得到结论。有条件的可以按我的方法做实验，来证实真伪。工控论坛有各种不同的技术观点是好事，但是对于初哥可能造成困扰。所以我觉得有责任，不仅讲出结论，而且要将推理过程讲清楚。对和错不由自己讲，而应叫同行更好判断

 

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yjig

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发表于：2012-01-15 23:07:58
34楼

为什么多速电机的效率比普通电机低的多？不就是损耗了吗？不就是因为多速饶组的分布不均的缘故（有的还是分数），所产生的谐波影响作用吗？

既然多速电机的谐波有负面影响，那变频器的谐波不是一样？

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时空

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35楼
结贴了，谢谢大家支招，变频器还是很有学问的东西，谢谢各位。
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mufuquan

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发表于：2013-03-11 18:09:45
36楼
变频器不是在什么使用场合都节能的，如果一直以等同工频频率输出的话和工频是差不多的，变频器主要还是用于调速，但对速度没有要求的场合，我们可以让它自动降低频率减少电机输出功率，从而起到节能的作用。
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zhou1

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发表于：2017-07-06 13:05:43
37楼

黄工说得对，变频器有些场合的确省电


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