电机运行是恒功率还是恒转矩 点击:3854 | 回复:9



liwisdom0258

    
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发表于:2015-09-12 16:32:38
楼主

学生一枚,最近在做实验,实验装置如图所示 积分较少,还望见谅


电机带动一个转子旋转,3为一个剪切室,里面塞满了流体,电机带动转子1旋转,然后我测量在不同转速下扭矩的大小,7为扭矩传感器。


实验过程中发现,转速越快,扭矩会逐渐减小,测得的功率是逐渐增大的。

但是我看了相关资料,理论上来说,应该转速越快,测出的扭矩应该越大才对,怎么我做出来的是相反的呢。


后来发现电机有恒功率和恒转矩之分,还有恒功率负载和恒转矩负载

至今还不太理解这2个怎么之分。


目前用的电机是普通电机,(条件有限,没用专用变频电机)

变频器为艾默生EV1000,P类型,风机水泵类。


电机和变频器的选取会产生这种结果吗?

请教下,这样的条件下 电机运转是恒功率还是恒转矩运转?

(自我感觉都不对,测出来的扭矩和功率一直是在变化的)




今生缘

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发表于:2015-09-12 21:25:03
1楼

这个嘛,一两句说不清楚,今天忙,明天有空回答你

潇湘琴话

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发表于:2015-09-13 00:04:10
2楼

楼主的问题回答如下:

1、恒功率、恒转矩都是指电机输出轴侧的机械特性,而不是电机和传动装置的特性;

2、电机轴机械输出功率PM和转矩TM的关系是PM=机械角速度*TM=2*pai*n*TM,当转速n为每分钟转速PM为kW,TM为N*m,既是:PM=(n/9550)*TM。从这个关系可以看出如果负载转矩不变,转速加快,功率必然正大。如果负载功率不变,则转速加快,负载转矩必定减小。这是理想情况。你测试的情况既非恒转矩也非恒功率,转矩虽现将不足以保持功率恒定,功率虽增加,但不足以保证恒转矩。处于两者之间。这个是有负载特性决定,而不由电机和传动装置决定!

3、假设流体是同机械轴同步运动,可以看成刚体。这时近似恒功率负载。但是实际上流体机械轴是做剪切运动。这个运动使流体平均旋转要比电机轴慢,流体的转矩就比电机轴带动刚体要小。根据转矩平衡,测定的机械轴输出转矩就比刚体的小。这个原因导致你测试的结果。

4、电功转换为机械功率有个效率,这个效率由电机的运行电压电流影响,当然变流装置的参数也有影响,所以电机和变流装置的调节特性应该与负载特性配合。

liwisdom0258

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发表于:2015-09-13 20:02:27
3楼


回复内容:

对: 今生缘 这个嘛,一两句说不清楚,今天忙,明天有空回答你 内容的回复!

大神 说好的今天回复哒~~

liwisdom0258

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发表于:2015-09-13 20:08:30
4楼


回复内容:

对: 潇湘琴话 楼主的问题回答如下:1、恒功率、恒转矩都是指电机输出轴... 内容的回复!

谢谢 大概了解了~~

实验过程中还出现这么个问题,当空转时(即剪切室内无任何流体,就一个转子)

空转时 这样应该接近恒转矩吧?实验过程中也会出现扭矩较大的变化


是否与装置有关?如油封 密封之类的 把轴包的太紧了?

我试过 电机就单独带一个 扭矩仪,无论转速多大,扭矩基本上为0.


但是空转时,最开始测出来的数据就相对大一些


当运转一段时间后,同样的转速下再去测量,会相对之前要小,这是因为装置的原因吗?

今生缘

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发表于:2015-09-13 22:19:52
5楼

2L回答的非常漂亮!赞一个!

重点引用2L其中这几句话

你测试的情况既非恒转矩也非恒功率,转矩虽现将不足以保持功率恒定,功率虽增加,但不足以保证恒转矩。处于两者之间。这个是有负载特性决定,而不由电机和传动装置决定!

但是空转时,最开始测出来的数据就相对大一些


当运转一段时间后,同样的转速下再去测量,会相对之前要小,这是因为装置的原因吗?


个人认为这个应该是启动后电机由静止到一定的转速,电流会偏高,转矩偏大,

运行一段时间后随着电流降低,转矩会降低,这个就像电动机的直接启动过程

liwisdom0258

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发表于:2015-09-14 08:29:31
6楼


回复内容:

对: 今生缘 2L回答的非常漂亮!赞一个!重点引用2L其中这几句话你... 内容的回复!


可能表达不清

是这样子,同样一个转速 比如1000rpm 第一次测出来的扭矩为2NM,这样连续运转1分钟,然后我接着做其他转速 1500  2000 3000 之类的,做完这些之后, 返回去再去做1000转的时候 测出来的扭矩可能就只有1NM这样子,同样的 1500 2000 3000 转下测出来的扭矩都要比之前测试的时候要小,这是为啥?


是不是因为转久了,轴会变松,或者轴间缝隙之类的塞了一些纸浆(我的流体主要为做纸浆,浓度从1%-10%不等) 这样会影响测量?

今生缘

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发表于:2015-09-14 17:25:30
7楼


回复内容:

对: liwisdom0258 回复内容:对: 今生缘  2L回答的非常漂亮!赞一个!... 内容的回复!

首先我对你的实验设备并不是特别了解,另一方面个人知识水平有限,只能浅显的给你分析一下

是这样子,同样一个转速 比如1000rpm 第一次测出来的扭矩为2NM,这样连续运转1分钟,然后我接着做其他转速 1500  2000 3000 之类的,做完这些之后, 返回去再去做1000转的时候 测出来的扭矩可能就只有1NM这样子,同样的 1500 2000 3000 转下测出来的扭矩都要比之前测试的时候要小,这是为啥?

这种情况应该是负载发生了变化,比如你所说的流体的密度、温度等等吧,可能运行一段时间伴随着摩擦或者其他情况温度、密度发生变化,导致转矩就不一样了,至于你说的轴承之类的这个概率很小,因为轴承故障较为明显,可以听见剧烈的摩擦声,严重时明显震动


个人认为你这个实验所选的被测物体不够具有代表性,由于你个人实践水平有较低,这个实验做起来就问题重重,难以验证一些结论

liwisdom0258

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发表于:2015-09-14 17:47:09
8楼


回复内容:

对: 今生缘 回复内容:对: liwisdom0258  回复内容:... 内容的回复!


今天下午我做了测试,拆掉重新装上之后。然后就200rpm空转,最开始的扭矩为2.2,然后随着

时间的推移,逐步在降。十几分钟后大约降到1.5NM 稳定这样子,然后还是有点跳动。

这应该是装置有关系吧。

是不是油封之类的包裹着轴,转久了那个包裹力没那么大就变小了?

今生缘

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发表于:2015-09-16 20:19:27
9楼


回复内容:

对: liwisdom0258 回复内容:对: 今生缘  回复内容:对: liwisd... 内容的回复!

这种情况也许就如你所说的吧,一开始轴承温度低,时间长了可能随着摩擦润滑的油粘度

变化了,摩擦力降低,最后扭矩也跟着降低了

这个也简单,你可以多试验几个设备,同样的电机是否有同样的状况!


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