Re: [問題] 變頻馬達利用降頻使用,是否有限制?

作者: Mand (Mand)   2017-09-15 22:49:25
※ 引述《waiting312 (唯恐天下不亂)》之銘言:
: 大家好,有一馬達問題請教
: 小弟想了解變頻馬達長時間降頻使用是否有些限制,長時間運轉會否造成傷害?
: 目前聽過兩種說法
: 第一種說法是,是一間馬達廠商告訴我的。
: 他說,建議馬達低頻運轉最低就是20-25hz,不能再低。
: 至於原因,大概也是跟馬達散熱有關,可是就算裝強制風扇,他也不建議低頻運轉。
: 第二種說法是,是另一間馬達廠商告訴我的。
: 他說,馬達低頻運轉的時候,只要注意馬達散熱,或者擔心散熱就裝個強制風扇。
: 就算馬達維持在長期低頻10hz運轉,其實也沒什麼影響。
: 第一種說法是最常聽到的說法,但是為什麼最低不要低過20-25hz左右
: 問到的人都說不上為什麼,就是這樣。
: 第二種說法的廠商講的是斬釘截鐵,認為低頻運轉最大的問題在散熱。
: 克服散熱問題,其實低頻運轉不是問題。
: 請問板上馬達高手,幫小弟解惑一下。
: 感謝
要先瞭解你的變頻馬達額定頻率, 電壓為多少? 所謂低頻是佔額定值的百分之幾?
當處於低頻時, 實際輸出電壓是否成等比例下降?
馬達處理不好就是燒掉, 與其說是散熱問題不如討論熱從哪裡來。
其一來自於低頻時馬達的整體電抗變低, 電抗X=R+2*PI*f*L, R, L各為線圈電阻, 電感,
由式中可知, 電抗隨著頻率降低而降低, 而空載電流 I=V/X,
而變頻器的電壓是會跳動的, 約略幾伏特, 假設為5V好了, 以額定點220V/60Hz來講,
5V/220V=2.27%, 運轉在10Hz, 合理電壓設定為37V, 5V/37V=13.5%,
而當電抗變小後, 電流變動相對的變大, 造成空載電流過高, 也造成激磁變強的,
前者即造成銅線損失增加而燒掉線圈, 後者則是反映在鐵心損失上, 而造成種種損害。
其二, 前述5V的電壓變動是否是誇大了?
目前的變頻器多為PWM架構, 假設輸入電壓是220V,
如果電壓使用率(輸出電壓/輸入電壓)偏低, 則諧波成份會拉高許多,
而電力電子元件相對開度變小, 也容易誘使電壓不穩定, 前述5V的跳動幅度並不誇張。
諧波成份造成鐵心損失上升, 電壓跳動則強化前述第一點的問題,
以下這個例子還滿常見的,
若有1顆220V/60HZ規格的AC感應變頻馬達, 另有同等功率的220V和380V變頻器各一顆,
有經驗的工程師應該會知道, 可以用380V的變頻器,
設定V/F曲線=220V/60HZ來驅動這顆馬達, 跑起來還滿正常的。
不過, 若用精密的量測儀器來量這顆馬達的熱與振動,
可以看到220V變頻器與380V變頻器推動的結果還是所有差異的。
若是有電力分析儀, 示波器等電子量測儀器,
可以發現電壓使用率偏低的380V變頻器, 其電力品質較差的,
因而造成馬達的熱與振動。
變頻馬達與變頻器的最佳效益使用點都設定在額定點附近,
因此, 若是會常時間用在低頻, 低電壓區,
只能說是不恰當的系統配置, 浪費資源也造成可靠度變差。

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