Асинхронный 3-х фазный двигатель в новом свете

[АверС]

Саня, Я понимаю, что ты всё равно сделаешь по своему, но .
 Изначально соедини обмотки треугольником.
 При регулировки частоты учитывай следующие рекомендации:
- регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна (рекомендуется ) в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей (50 Гц),
- при увеличении частоты вращения более 65 Гц требуется замена подшипников на усиленные (сейчас с помощью ЧП возможно поднять частоту тока до 400 Гц, обычные подшипники просто разваливаются на таких скоростях),
- при уменьшении частоты вращения встроенный вентилятор электродвигателя начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток.
Но если кратковременно, наверно можно  .

[Саня]

при увеличении частоты вращения более 65 Гц требуется замена подшипников на усиленные (сейчас с помощью ЧП возможно поднять частоту тока до 400 Гц, обычные подшипники просто разваливаются на таких скоростях),

обычный 2-х тактный двигатель имеет КВ стоящий на обычных подшипниках и крутится он до 6000 оборотов, я же до 4000 крутить не планирую пока, нет необходимости.
если 2,2 кВтный раскрутится вместо штатных 900 оборотов до 3000 то есть частоты 150 Гц то ничего страшного тем подшипникам не будет, ну если только смазка разогреется, всёравно те двигатели, что у меня имеются, выпуска года до 85 точно, их по нормальному надо перетряхивать.

при уменьшении частоты вращения встроенный вентилятор электродвигателя начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток.

смотрел я на свой 2,2 кВт который крутится до 900 оборотов и особой разницы в системе охлаждения у него и двигателей 5 кВт 3000 оборотов не видел... 

Изначально соедини обмотки треугольником.

я уже писал, почему этого делать не буду.
я предполагаю, что при увеличении частоты в 3 раза, в 3 раза вырастет и фактическая мощность двигателя, и она перевалит за 2,2 кВт, частотник у меня на 2,2 кВт, он может перегрузится и уйти в защиту.

[АРКАДИЧ]

при увеличении частоты в 3 раза, в 3 раза вырастет и фактическая мощность двигателя

Не вырастет   
При увеличении частоты  (без изменения параметров обмотки/катушки) индуктивное сопротивление увеличивается и ток через обмотку падает .

[Саня]

сейчас, на обеде,  немного погонял на холостых 2,2 кВт звезда 900 оборотов
и 0,6 кВт треугольник 1400 оборотов.
силу тока мерил клещами на входе, выводы делайте сами.
результат несколько обескуражил..... 

и так 0,6 кВт  50 Гц-0,6 А (1400 обор)  100 Гц 0,3 А (примерно 2800 обор)   150 Гц 0,3 А. (примерно  4200 оборотов)

2,2 кВт   50 Гц-0,5 А (900 обор)  100 Гц 0,5 А ( 1800 обор)   150 Гц 0,8 А ( 2700 обор)

специально перемерял, всё повторяется. от 0 до 50 Гц особо ток не мерил, но вроде больше указанного не был, подробно сниму скорее всего завтра после обеда, но выкладывать буду когда на циркулярку поставлю и отходы покромсаю, есть интерес под нагрузкой посмотреть.

При увеличении частоты  (без изменения параметров обмотки/катушки) индуктивное сопротивление увеличивается и ток через обмотку падает .

таки да, но вот вопрос на сколько??

у ДВС мощность тоже растёт до определённого предела.

разговорам в интернете склонен верить не особо, из за банально неправильного подбора исходных при эксперименте.

допустим чел берёт частотник на 2,2 кВт и подключает к нему двигатель на 2,2 кВт
на 50 Гц всё стандартно, примерно до 3 А на обмотку (к стати в моём по умолчанию вроде и стоит 3000 мА !!!!!) а на частоте 100 Гц через те же обмотки пройдёт эквивалент 3Х6А то есть около 4,4 кВт  на ХХ это дофиолетово, а вот при прикладывании максимальной мощности, на входе в частотник пойдёт перегруз и он уйдёт в защиту.
на частоте 150 Гц  тот же 2,2 кВт двигатель сможет скушать условно 6,6 кВт, что уже ни в какие ворота.

По этому я предполагаю, что если брать рассчитанные на 50 Гц двигатели и пускать их через частотник, то получается следующее.
на 100 Гц можно подключать двигатель не мощней 1,1 кВт
150 Гц - 0,73 кВт  (2,2/3)
200 Гц - 0,55 кВт  (2,2/4)
250 Гц-  0,44 кВт (2,2/5)

ну и так далее.

по поводу увеличения сопротивления, ещё раз я согласен, но с поправкой, там есть какая то нелинейность, высчитывать лично у меня желания нет, по скольку крутить выше 3500 асинхронники не буду, не хочу собирать и ловить куски ротора... 

[Саня]

Ну если совсем просто,
что такое мощность??
работа за единицу времени.
допустим эл двигатель при 50 Гц   1000 оборотов 1 кВт  за минуту поднимает ведро 10 литров на высоту 10 метров.
при 100 Гц  кр. момент упадёт будет  2000 оборотов и он поднимет скорее всего за 2 разу на 10 метров два ведра по 9 литров, то есть в сумме 18 литров
при 150 Гц  кр. момент упадёт будет 3000 оборотов,  силёнок станет поменьше, но он поднимет за 3 раза пусть по 7 литров, но в сумме это будет 21 литр, и того   (сугубо условно!!!) 
мы получим соответственно 1 кВт, 1,8 кВт, 2,1 кВт.

или я неправ???

прежде чем что то сказать, сравните размеры двигателей 2,2 кВт 900 оборотов и 5 кВт  3500 оборотов!!!

[val_001]

- регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна (рекомендуется ) в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей (50 Гц),
- при уменьшении частоты вращения встроенный вентилятор электродвигателя начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток.

Общие рекомендации производителей частотных преобразователей при применении асинхронных двигателей сводятся к тому, что общепромышленные асинхронные двигатели, рассчитанные на работу при 50 Гц, можно использовать без риска потери мощности и крутящего момента на частоте до 75 Гц и с частичной потерей параметров на частоте до 100 Гц. Нижняя частота не ограничена. При длительной работе на низких оборотах на номинальной мощности и с номинальным крутящим моментом необходимо устанавливать внешний вентилятор.
Вот здесь можно почитать, какие проблемы приходится решать разработчикам при создании частотного преобразователя:
ссылка
В двух словах можно сделать резюме, что для того, чтобы обеспечить работу асинхронного двигателя в широком диапазоне частот вращения ротора при заданной мощности и заданном крутящим моментом, частотному преобразователю приходится непрерывно изменять частоту, ток и напряжение на статоре электродвигателя. Еще сложнее становится, когда требуется выйти на рабочую характеристику по некому задаваемому во времени профилю.

[Dil]

не хочу собирать и ловить куски ротора...    

Не разлетится точно, он очень крепкий. Но нунах

по поводу увеличения сопротивления, ещё раз я согласен, но с поправкой, там есть какая то нелинейность, высчитывать лично у меня желания нет

С одной стороны линейно: X_L = 2Пf*L, но индуктивность катушки с железным сердечником тоже зависит от частоты. На бОльших частотах железу труднее перемагничиваться, оно начинает греться и жрёт лишнюю энергию. Про высчитывать я тебе сразу отписал - только практика.

сейчас, на обеде,  немного погонял на холостых

Холостые показывают лишь потери в двигателе и ни о чём не говорят. А эффективность работы мотора видно только под нагрузкой.
Но всё равно интересно. По сути мы загоняем двигатель в совсем неправильный режим и я нигде не встречал вразумительного описания как он на это реагирует.

[Саня]

По сути мы загоняем двигатель в совсем неправильный режим и я нигде не встречал вразумительного описания как он на это реагирует.

ну из того, что у меня получилось, выходит, что по крайней мере на ХХ  2,2 кВт оптимально расходует электричество в диапазоне 50-100 Гц, (наименьший ток) 
а вот 0,6 кВт  при частоте 50 Гц кушает даже больше 2,2-х киловатного!!! (0,6 кВт)
а вот на частоте 100-150 Гц   начинает кушать 0,3 А !! то есть эти обороты для него более оптимальны???

[Dil]

Саня, вот ты собрал данные сколько ест сам двигатель. Теперь это можно вычесть из того, что получишь под нагрузкой и получить КПД, например. Мне вот интереснее как они вообще относятся к кратному повышению частоты.

[АРКАДИЧ]

что такое мощность??
работа за единицу времени.

Саня,  Отделяй  мух от котлет . 
Мощность электрическая и механическая обозначается одинаково в Ватт(ах) , однако это пирожки с разной начинкой  .
Грубо говоря...
Механическая это КГС · М/С - какую массу(вес) источник силы(двигатель)  сможет переместить на единицу расстояния за единицу времени .
Электрическая это V·A (Вольт/Ампер)  - какой ток способен пропустить участок цепи при заданном напряжении .
То есть -  частотник , как и любой участок электрической цепи (источник тока , проводник , потребитель) характеризуется не механической , а ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ мощностью .
 

[Саня]

ты собрал данные сколько ест сам двигатель. Теперь это можно вычесть из того, что получишь под нагрузкой и получить КПД

по конкретному 2,2 кВт 900 оборотов могу сказать, что при 150 Гц КПД скорее всего начинает падать (ток 0,8 А), а вот от 50 к 100 Гц увеличивается. (при явном увеличении оборотов ток остаётся неизменным 0,5 А)

по 06,кВт 1400 оборотов немцу, на 50 Гц 0,6 А а при 100 Гц 0,3 А  явно потери уменьшились, следовательно и КПД вырос, при 150 Гц ток не увеличился, скорее всего КПД стал ещё выше, а дальше увеличивать смысла нет, скорее всего ток будет увеличиваться, следовательно потери возрастать.     

под нагрузкой проверить не получится, нет у меня такой возможности, а среднестатистическое полено не показатель..   

что такое мощность??
работа за единицу времени.

Саня,  Отделяй  мух от котлет . 

вот не было никакого желания кого то разубеждать.
я высказал моё предположение, каждый останется при своём мнении.
важен результат. я свой результат получу, информацию, какую получил, я выложил, если у кого то есть иное мнение, ради бога.

есть мощность на валу, подсчитываемая из проделанной работы, а есть мощность потреблённая (киловатчасы, литры бензина, солярки, помноженные на КПД)
Я исхожу на текущий момент из того, что снижение расхода электроэнергии при существенном увеличении оборотов (в разы) или не увеличение расхода электроэнергии есть свидетельство повышения КПД, так как при этом сопротивление вращению не уменьшается, а даже немного увеличивается.
конкретные эксперименты надо ставить на силовом стенде, имеющем возможность изменения нагрузки. 

[Dil]

Саня, если уж мы взялись теоретизировать, позволю себе представить эксперимент. У тебя какой то мотор стоял на насосе. Вот поставить его на насос и повышать обороты, пока не начнёт заметно греться. Неспеша. Измерить ток и вычесть из этого мощность, потребляемую на хх. Мы примерно получим полезную работу. ХЗ

[Саня]

У тебя какой то мотор стоял на насосе.

году так в 1982-85-м  стоал, после этого залипли клапана, попытка их вскрыть не увенчалась успехом, после этого мною двигатель для сохранности был снят с насоса, после этого насос валяется в куче металолома.....   

Вот поставить его на насос и повышать обороты, пока не начнёт заметно греться.

при увеличении оборотов на насосе, начнёт расти нагрузка, причём х.з. как, по тому, как увеличится давление на выходе, сопротивление движению воды и проч.
тут адекватной может быть только нагрузка в виде генератора и реостатных сопротивлений.   

пи си.
я могу попробовать сделать следующее.
поставить на циркулярку двигатель 0,6 кВт и попробовать его задавить при различной частоте (50 ;100; 150 Гц)
на сколько он нагреется сказать трудно, а вот ток на входе ЧП при этом скорее всего замерить получится, это и будет мощность, так как потери могут быть только в тепло, а электромоторы греются не особо сильно и при тех же 1,5 кВт  за пару резов двигатель весов в 3 кг накалится. 

[Dil]

при увеличении оборотов на насосе, начнёт расти нагрузка

Именно. Это и есть цель. Посмотреть какая нагрузка для него максимально нормальная. Ты её измеришь по потреблению минус собственные потери двигателя.
Хотя это всё +/-... Забей

[АРКАДИЧ]

могу попробовать сделать следующее.

Саня, Ну не будет прироста мощности (крутящего момента) на валу двигателя если частотник меняет только  частоту.

Регулирование частоты вращения изменением частоты тока питающей сети (частотное регулирование).

Этот способ регулирования основан на изменении синхронной частоты вращения n0 которая пропорциональна частоте тока в обмотке статора.
Однако необходимо иметь в виду, что одновременно с изменением частоты питающего напряжения f будет меняться максимальный электромагнитный момент двигателя . При регулировании в области малых частот максимальный момент так же уменьшается . 

Да бы момент  сохранить (не то чтоб увеличить) с повышением частоты  увеличивают и напряжение . 

Поэтому для сохранения перегрузочной способности, коэффициента мощности и КПД двигателя на требуемом уровне необходимо одновременно с изменением частоты f изменять и напряжение сети U .

Такое частотное регулирование называется - СКАЛЯРНОЕ

При скалярном управлении по определенному закону изменяют амплитуду и частоту приложенного к двигателю напряжения. Изменение частоты питающего напряжения приводит к отклонению от расчетных значений максимального и пускового моментов двигателя, к.п.д., коэффициента мощности. Поэтому для поддержания требуемых рабочих характеристик двигателя необходимо с изменением частоты одновременно соответственно изменять и амплитуду напряжения.
В существующих преобразователях частоты при скалярном управлении чаще всего поддерживается постоянным отношение максимального момента двигателя к моменту сопротивления на валу. То есть при изменении частоты амплитуда напряжения изменяется таким образом, что отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки остается неизменным. Это отношение называется перегрузочная способность двигателя.
При постоянстве перегрузочной способности номинальные коэффициент мощности и к.п.д. двигателя на всем диапазоне регулирования частоты вращения практически не изменяются.



Рис.5.13 Характер зависимости напряжения питания от частоты для случая:

а) с постоянным моментом нагрузки

б) с вентиляторным моментом нагрузки