Động cơ điện vẫn là cánh đồng của ngành công nghiệp, và tối ưu hóa hoạt động của họ là tối quan trọng để tiết kiệm năng lượng và kiểm soát quá trình. Ổ đĩa tần số biến (VFD) cung cấp các lợi thế đáng kể bằng cách cho phép điều chỉnh tốc độ chính xác. Tuy nhiên, một câu hỏi phổ biến phát sinh: Động cơ hiệu quả IE2 tiêu chuẩn có đủ ổn định và đáng tin cậy khi được vận hành với VFD không?
Câu trả lời là sắc thái: Động cơ IE2 Có thể hoạt động ổn định với VFD, nhưng việc đạt được điều này đòi hỏi phải xem xét cẩn thận và các chiến lược giảm thiểu cụ thể để giải quyết các thách thức vốn có. Không giống như các động cơ được thiết kế đặc biệt cho nhiệm vụ biến tần (thường là các lớp hiệu quả cao hơn như IE3 hoặc IE4), động cơ IE2 có những hạn chế dưới sức mạnh VFD.
Ứng suất điện từ dạng sóng PWM:
VFD điều khiển tốc độ động cơ bằng cách cung cấp năng lượng thông qua điều chế độ rộng xung (PWM). Điều này tạo ra các gai điện áp nhanh (DV/DT cao) và dạng sóng điện áp không sin.
Động cơ IE2 tiêu chuẩn thường có các hệ thống cách nhiệt được tối ưu hóa cho sức mạnh hình sin thuần túy từ nguồn điện. Các đỉnh căng thẳng điện áp cao lặp đi lặp lại từ VFD có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp cách điện theo thời gian, có khả năng dẫn đến thất bại sớm. Hoạt động phóng điện một phần là một mối quan tâm đáng kể.
Dòng điện mang:
Các thành phần tần số cao của đầu ra PWM có thể tạo ra điện áp trục. Nếu điện áp này vượt quá cường độ điện môi của chất bôi trơn ổ trục, nó sẽ xả qua vòng bi động cơ dưới dạng dòng điện phóng điện (EDM).
Những dòng điện này gây ra rỗ, rung và tăng tiếng ồn mang, rút ngắn tuổi thọ mang - chế độ thất bại phổ biến trong động cơ không được thiết kế để sử dụng VFD.
Giảm làm mát ở tốc độ thấp:
Nhiều động cơ IE2 tiêu chuẩn dựa vào quạt điều khiển trục gắn để làm mát. Khi tốc độ động cơ giảm theo điều khiển VFD, khả năng làm mát của quạt giảm đáng kể.
Hoạt động ở tốc độ thấp trong thời gian dài, ngay cả ở tải một phần, có thể khiến động cơ bị quá nóng vì nhiệt tạo ra (chủ yếu là mất I²R) có thể không bị tiêu tan đầy đủ, dẫn đến ứng suất nhiệt lên cách điện và cuộn dây.
Tăng tổn thất và tác động hiệu quả:
Hàm lượng điều hòa trong đầu ra VFD làm tăng tổn thất vận động so với hoạt động trên sức mạnh hình sin thuần túy. Điều này bao gồm các stato bổ sung và tổn thất I²R của rôto và tổn thất cốt lõi.
Mặc dù VFD tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm tốc độ, nhưng chính động cơ có thể hoạt động kém hiệu quả hơn tại bất kỳ điểm tốc độ nào dưới công suất VFD so với công suất chính, có khả năng bù đắp một số tiết kiệm.
Tiếng ồn và độ rung của âm thanh:
Việc chuyển đổi tần số cao của VFD có thể kích thích sự cộng hưởng trong động cơ và thiết bị điều khiển, dẫn đến tăng tiếng rên rỉ có thể nghe được (nhiễu tần số sóng mang) và mức độ rung có khả năng gây hại.
Trong khi các thách thức tồn tại, hoạt động ổn định có thể đạt được với các biện pháp phòng ngừa thích hợp:
Động cơ Derating:
Đây thường là bước quan trọng nhất. Derating liên quan đến việc vận hành động cơ bên dưới Xếp hạng năng lượng bảng tên của nó khi được sử dụng với VFD, đặc biệt là ở tốc độ thấp. Các yếu tố định kỳ điển hình dao động từ 5% đến 15% trở lên, tùy thuộc vào phạm vi tốc độ, chu kỳ nhiệm vụ và điều kiện môi trường xung quanh. Tham khảo ý kiến các nhà sản xuất động cơ và VFD cho các đường cong cụ thể. Điều này bù cho việc giảm làm mát và tăng tổn thất.
Lựa chọn và cấu hình VFD:
Bộ lọc DV/DT: Lắp đặt bộ lọc DV/DT giữa VFD và động cơ làm giảm đáng kể độ dốc của thời gian tăng điện áp, bảo vệ cách điện cuộn dây của động cơ.
Bộ lọc hình sin: Chúng cung cấp một dạng sóng đầu ra gần như sinusoid, giảm thiểu ứng suất điện và dòng chịu lực nhưng có chi phí và kích thước cao hơn.
Điều chỉnh tần số vận chuyển: Tăng tần số chuyển đổi (sóng mang) của VFD có thể làm giảm tiếng ồn và độ rung có thể nghe được nhưng làm tăng tổn thất VFD và có thể giảm nhẹ hiệu quả của động cơ. Tìm một cài đặt tối ưu là chìa khóa.
Nền tảng thích hợp: Grounding hoàn hảo của cả VFD và khung động cơ là điều cần thiết để giảm thiểu điện áp chế độ chung và các đường dẫn hiện tại.
Giải quyết dòng bi:
Vòng bi cách nhiệt: Lắp đặt vòng bi với cách điện gốm ở phía ngoài hoặc đường đua bên trong chặn đường dẫn cho dòng trục.
Bàn chải/thiết bị nối đất: Chúng cung cấp một đường dẫn điện trở xuống đất cho điện áp trục trước khi chúng xả qua vòng bi.
Mỡ dẫn điện: Mỡ đặc biệt có thể giúp giảm thiểu thiệt hại EDM, mặc dù hiệu quả khác nhau.
Làm mát nâng cao:
Thông gió cưỡng bức: Thêm một quạt làm mát phụ trợ được hỗ trợ độc lập đảm bảo luồng không khí đầy đủ ở tốc độ động cơ thấp.
Quản lý chu kỳ nhiệm vụ: Tránh hoạt động kéo dài ở tốc độ rất thấp (<20-30% tốc độ cơ sở) mà không giảm đáng kể hoặc thực hiện làm mát cưỡng bức.
Giám sát nhiệt:
Lắp đặt cảm biến nhiệt độ (ví dụ: nhiệt điện trở PTC hoặc cảm biến PT100) trực tiếp trên cuộn dây cung cấp giám sát hoạt động và cho phép VFD hoặc hệ thống điều khiển đi hoặc giảm tải nếu xảy ra quá nhiệt.
Động cơ IE2 tiêu chuẩn vốn không phải là động cơ "nhiệm vụ biến tần". Trong khi họ Có thể Hoạt động dưới sự kiểm soát của VFD, đạt được sự ổn định và đảm bảo tuổi thọ đòi hỏi một cách tiếp cận chủ động. Bỏ qua những thách thức của cung cấp năng lượng PWM làm tăng đáng kể nguy cơ thất bại cách nhiệt sớm, gây thiệt hại, quá nóng và giảm hiệu quả.
Cho hoạt động đáng tin cậy:
Thừa nhận những hạn chế cách nhiệt IE2 tiêu chuẩn và làm mát theo nguồn cung VFD.
Thực hiện các chiến lược giảm thiểu: Derating bắt buộc, xem xét các bộ lọc đầu ra (DV/DT ở mức tối thiểu), giải quyết các dòng bi (vòng bi cách điện hoặc bàn chải nối đất) và đảm bảo làm mát đầy đủ (đặc biệt là ở tốc độ thấp) là những khoản đầu tư thiết yếu.
Tham khảo cả khuyến nghị của nhà sản xuất động cơ và VFD cho các yếu tố mô tả và phụ kiện tương thích.
Đối với các cài đặt mới trong đó điều khiển VFD là trung tâm của ứng dụng, chỉ định động cơ được thiết kế và chứng nhận cho nhiệm vụ biến tần (thường là lớp IE3 hoặc IE4 với cách điện được gia cố, vòng bi cách nhiệt và thiết kế được tối ưu hóa cho công suất VFD) thường là giải pháp dài hạn đáng tin cậy và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, đối với các động cơ IE2 hiện tại được trang bị thêm VFD, việc áp dụng các chiến lược giảm thiểu được phác thảo nghiêm ngặt cung cấp một con đường khả thi để đạt được hoạt động ổn định. Lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận là chìa khóa thành công.
Bản quyền © 2018 Công ty TNHH sản xuất động cơ Cixi Waylead.Tất cả quyền được bảo lưu.
Đăng nhập
Nhà sản xuất động cơ AC bán buôn
