HI泵常见问题
在某些情况下,如果仔细检查设计,操作电机超过基极速度是可能的,并提供系统效益
液压研究所

在某些情况下,如果仔细检查设计,操作电机超过基极速度是可能的,并提供系统效益。电机的极速是极数和输入线路频率的函数。图1显示了50赫兹(Hz[欧洲常见])和60赫兹(美国常见)的2极到12极电机的同步极速度。如图所示,额外的极降低了基极的速度。如果进线频率不改变,感应电机的转速就会比这些值少一个百分点来打滑。因此,要使电机运行在基极速度以上,就需要提高频率,这可以通过变频驱动器(VFD)来实现。

图1
图1:在50hz和60hz线频率下,不同极数的异步电动机的同步速度(图片由液压研究所提供)

泵上电机超速的一个原因是使用额定转速较慢、额定马力较低的电机,并在基频以上操作,以较低的电流获得所需的转矩。这使得选择具有较低电流额定值的变频器能够使用,同时仍然确保在其所需的工作范围内对泵/电机进行满意的控制。驱动器的低电流要求可以降低系统的资本成本,这取决于整个系统的要求。

电机和从动泵在额定转速以上运行时,可以为被控系统提供额外的流量和压力。这可能导致一个更紧凑的系统,同时提高其效率。虽然可以将电机的速度提高到铭牌速度的两倍,但更常见的是最大速度受到更多限制。

这些应用的关键是叠加泵速扭矩曲线和电机转速扭矩,以确保电机在整个运行速度范围内启动和工作,不会过热、失速或对泵系统造成任何重大压力。

变频器输出电压和频率
图2:变频器输出电压和频率
可用扭矩和负载扭矩
图3:可用扭矩和负载扭矩

在考虑这些解决方案时,还需要考虑以下几点:

  • 噪音会随着速度的增加而增加。
  • 轴承寿命或润滑脂间隔可能会缩短,或可能需要改进配合轴承。
  • 较高的速度(以及一般的变速)会增加由于运行范围内的临界速度而引起谐振振动的风险。
  • 更高的速度会导致额外的功耗。重要的是要考虑泵和传动系统是否额定为更高的功率。

由于旋转动力泵所需的扭矩与速度的平方成比例增加,另一个主要问题是确保电机能够提供足够的扭矩,以增加的速度驱动负载。当以低于电机额定转速的速度运行时,每赫兹的伏特(V/Hz)可以随着施加到电机上的频率的增加而保持。保持恒定的V/Hz比可以保持扭矩生产稳定。虽然这将是理想的增加电压到电机,因为它运行超过其额定速度,交流(AC)电源的电压限制的最大电压,电机可用。因此,提供给电机的电压不能继续增加到铭牌电压以上,如图2所示。如图3所示,由于没有保持V/Hz比,可用扭矩降低到超过100%频率。在超速情况下,负载扭矩(泵)必须低于可用扭矩。

在超出额定速度范围操作任何设备之前,必须与设备制造商联系,以确定这是否可以安全有效地完成。有关变速泵的更多信息,请参阅HI的“变速泵的应用指南”。BETVICTOR体育官网

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