Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Jan Nevoda:
Však jsem to psal, že to nedokáže, ale technologii to nevadí.
Měnič má možnost zapnout v menu funkci hlídání a stabilizace výstupního napětí na právě těch 230V, takže výstupní napětí není ovlivněno v žádném případě kolísáním vstupního napětí nebo zatížení, viditelně stále drží na 230V.
Martin Kurka:
Pozor pro ostatní experimentátor y: Trochu dost nebezpečně se zde zachází s motorem!
Ale od píky:
Použitý trojfázový motor vychází z konstrukční řady, která ve dvoupólovém provedení a 60 Hz umí bez ztráty kytičky trvalý provoz plným výkonem při 3600ot/min.
Tento předpoklad platí u motorů do 1,5kW, motory vyšších výkonů už mohou mít konstrukci jinou a přetočit se tolik nedají.
U motorů do 1,5kW je na tyto otáčky dvoupóláku dimenzován ventilátor i rotor a dá se říci, že nehrozí roztržení rotoru odstředivou silou ani rozlomení kola ventilátoru mechanickým přetížením (moc ventiluje), pokud otáčky nepřekročí 3000 za minutu u motorů pro 50Hz a 3600 ot/min u moderních "exportních" motorů 50/60Hz.
Jelikož výpočet odstředivé síly je F= m * r * f2 * 4 * pi 2 u velkých motorů roste průměr rotoru a rameno, které může být konstrukčně již provedeno jinak, nebo se v této osové výšce už ani dvoupólový stroj nedělá, nebo se použije i jiný rotor a ventilátor nelze se na tento předpoklad maximálních 3600ot/min spoléhat.
Takže váš 6-pólový motor se 950 synchronními otáčkami při 50Hz a 1140 otáčkách při 60Hz by se dal možná bez nebezpečí přetočit nejvýše na 3600ot za minutu, což je při napájení 180Hz. Výš rozhodně napájení nenastavujte i při použití pohonářské finty = měnič 400V a motor zapojen do D na 230V. Tato finta umožní nejen vyždímat z motoru velký výkun, ale umožní i provoz na vyšších frekvencích.
A tak obloukem se dostáváme k napájení motoru a jeho výkonu.
Asynchronní motor je kupa cívek, indukčností. I jeho náhradní schema se vyznačuje více indukčnostmi.
1) Moment as. motoru je úměrný efektivní hodnotě proudu. Ale abyste cívkou protlačili velký proud, musíte počítat s její reaktancí. A protože zvyšujete kmitočet tohoto proudu, musíte podle Ohmova zákona zvýšit napětí, abyste protlačili shodný, nebo vyšší proud pokud se reaktance zvýšila.
2) Výkon motoru na hřídeli (a potřebný příkon) je úměrný mometu krát otáčky. Otáčky rostou s frekvencí lineárně.
Martin Kurka:
Pokračování:
Z toho vyplývá:
Nejprve pro motor nenapájený měničem:
- při 50Hz je motor v Y nutné napájet 400V, aby mohl téci takový proud, který dá na hřídeli při otáčkách pro 50Hz takový moment, že mechanický výkon na hřídeli je kýžených 400W.
- při 60Hz je motor v Y už nutné napájet 460V, aby mohl reaktancí zvýšenou o 10Hz navíc téci stejný proud, jaký teče při 50Hz. Proč jen stejný? Protože motor je vinutý stále stejným průřezem drátu který se nesmí více zahřát od činné složky odporu. A také proto, že při stejném proudu je zhruba stejný moment, ale díky vyšším otáčkám vzroste výkon motoru. Pro 60Hz je vyšší než pro 50Hz. (ano, štítek motoru 50/60Hz uvádí 2 výkony)
No a zde dostáváme odpověď na prvotní otázku: Pokud budeme motor napájet nad 50Hz stále jen 400V, bude se sice točit rychleji (nebude-li zátěž potřebovat plný či vyšší moment), ale bude mít menší moment a menší výkon. Bude na 60Hz pracovat v oblasti s konstantním výkonem, to znamená, s rostoucími otáčkami mu bude klesat maximální moment a součnin moment x otáčky bude konstantní.
Leč jestliže bude pohon potřebovat plný moment, otáčky motoru nemohou vzrůst - protože motor bude přetížen - a poroste skluz, poroste oteplení motoru až se motor zastaví, nebo shoří. U auta se tomu říká, že motor nejde za plynem - přetížené auto nedostanete do kopce na vyšší rychlost a uvaříte je.
A nakonec se dostáváme k oné pohonářské fintě - jak dostat do motoru shodný proud, teda jak jej napájet vyšším napětím, když měnič neumí dát vyšší, než je jeho napájení?
Jde to jedině, když máme motor s vinutím 230/400V a měnič máme napájený 400V a měnič máme dostatečně proudově dimenzovaný.
Měnič totiž umí šířkovou modulací měnit efektivní hodnotu napájecího napětí do motoru. Je to "jen" softwarová záležitost. (ano, tak lze pomocí nastavení parametrů měniče s omezením výstupního napští 3x110V napájet 110V motor ze 230V)
Takže motor přepneme do D na 3x230V. Měnič napájený 3x400V naparametrizuj eme tak, aby při 50Hz měl na výstupu napětí 3x230V. Pak nastavíme stropy frekvence a stropy napětí pro tuto frekvenci. Napětí totiž musí růst lineárně s frekvencí - ale nesmí být vyšší než je 400V, které z měniče můžeme dostat. Takže 400V odpovídá oněm magickým 87Hz. (400 * 50/230 = 87Hz). Nad tuto frekvenci už motorem neprotlačíme potřebný proud, nad 87Hz moment motoru a výkon bude klesat i při použití této finty.
Nezapomeňte si ale uvědomit, při této fintě je motor je i při zapojení na 230V napájen stále špičkovým napětím 560V a to od nulových otáček. Mění se jen jeho střída a tím jeho efektivní hodnota.
Tato finta se rozhodně nehodí na postarší motory bez rezerv v izolaci vinutí.
Martin Kurka:
Pokračování
A hlavně se nehodí na poháněná zařízení, která vyžadují s vyššími otáčkami kvadraticky vyšší moment - například čerpadla, ventilátory...
A protože napětí sítě, ze které napájíme měnič je jen 400V, nelze do motoru dostat vyšší napětí. Tudíž při této fintě nad 87Hz klesá moment a tím i výkon a dostanete se na kritickou hranici stagnace otáček při zvyšování kmitočtu a růstu skluzu a růstu oteplení motoru.
Jojo, a také může nastat nelineární nárůst potřebného momentu u poháněného zařízení.
Pořád je nutné si uvědomit, že motor s poháněným zařízením je soustrojí a je to takový zvláštní obousměrný transformátor elektrické energie na mechanickou, ale i naopak!
Proud a kmitočet statoru přes motor ovlivňuje pohon, odebíraný moment pohonu a jeho závislost na otáčkách ovlivňuje přes hřídel a motor ovlivňuje i proud do motoru a frekvenci rotoru.
Miroslav Revús:
To: Kurka
váš príspevok ma opäť posunul v problematike riadených pohonov o kus ďalej. Vzdávam hold Vašim vedomostiam a skúsenostiam :-)
Navigace
[0] Index zpráv
[*] Předchozí strana