Работа 3-фазного асинхронного эл. двигателя с f>50 Гц

[dani1978]

Добрый день!

Я не физик, а инженер-наладчик, поэтому заранее благодарен за понимание моей крайне малой компетенции в части теории.

По работе часто сталкиваюсь с преобразователями частоты и электродвигателями вентиляционного оборудования, особенно дымососов и вентиляторов водогрейных и паровых котлов.

Как правило - в нашей терминологии - их (дымососы, вентиляторы) электродвигатели "недогружены" - в рабочем режиме при полностью открытых заслонках со стороны всасывающего и напорного участков ток электродвигателя при f=50 Гц в 1,3 - 1,8 раза меньше номинального, т.е. указанного на шильдике электродвигателя.

Отсюда у заказчика часто возникает вопрос - а можно ли раскрутить электродвигатель (с номинальной - указанной на шильдике -
частотой 50 Гц) на большую частоту для увеличения подачи воздуха/тяги котла и, соответственно, увеличения мощности котла?

К каким негативным последствиям может привести раскручивание 50 Гц -го электродвигателя на большую частоту? Износ подшипников и вибрацию не учитываем - по опыту они не проявляются. Двигатели малооборотистые, 750 ... 1000 об/мин, ~380 В. Краем уха слышал про "перемагничивание", но что это такое - не знаю.

Буду очень благодарен за ответы, т.к. сам разобраться не могу, а хотелось бы работать с пониманием сути проблемы.

[amon]

А как Вы это (увеличение частоты вращения) себе представляете? У Вас, скорее всего, стоят асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Максимальная частота их вращения определяется частотой в питающей цепи. Поскольку двигатели недогружены, то, скорее всего, с этой частотой они и крутятся. Вы собираетесь ставить инвертор, меняющий частоту питающей сети?

[dani1978]

Да, совершенно верно, преобразователь частоты это и есть инвертор-вариатор. Выходную частоту можно сделать до 100 Гц ( а у некоторых моделей преобразователей частоты и более - есть и 200 и 300 Гц на выходе).

На приточных/вытяжных вент. системах часто сталкиваемся, что движки с преобразователями частоты работают с частотами 70...100 Гц. Но там, как правило, стоят асинхронные движки SIEMENS со своеобразной маркировкой на шильдике "50(60) / 100 (120) Hz".

[realeugene]

Ваши заказчики хотят увеличить мощность котла увеличением подачи воздуха без увеличения подачи топлива?
И без переделок всего остального оборудования на большую мощность?

[amon]

realeugene в сообщении #1246340 писал(а):

Да, совершенно верно, преобразователь частоты это и есть инвертор-вариатор.

IMHO, поэкспериментировать можно, но без фанатизма, иначе есть хороший шанс сжечь всё к чёртовой матери. И надо понимать, что в два раза Вы обороты не увеличите - процентов на 20 максимум. Так что выше 100 герц лазить бессмысленно.

[dani1978]

Цитата:

Ваши заказчики хотят увеличить мощность котла увеличением подачи воздуха без увеличения подачи топлива?
И без переделок всего остального оборудования на большую мощность?

Я понимаю, о чем Вы. Рабочие характеристики горелки, режимная карта котла, вероятность отрыва факела и т.п. Но мой вопрос был немного о другом.

Хорошо, упростим. Речь будет не о котлах. Частая ситуация - приточная вентсистема бизнес-центра неправильно посчитана проектировщиком или неправильно смонтирована, в результате не хватает подачи воздуха от приточки. Тем не менее её электродвигатель недогружен по току и есть возможность с помощью преобразователя частоты увеличить его скорость вращения свыше 50 Гц, при этом перегрузки по току не будет. Вопрос - можно ли электродвигатель с fном=50 Гц крутить на больших (50...100 Гц) частотах? Чем это чревато?

[Xey]

Обычно вентиляторы не малой можности соединяют с мотором ременной передачей. Проще увеличить диаметр шкива мотора (меньше чем в 1.3 - 1.8 раза) , чтобы мотор работал на номинальном токе, а вентилятор крутился побыстрее.

Есть сети с частотой 400 Гц. Моторчики , трансформаторы делают из железа и его нужно меньше, чем для 50 Гц.
Включать такой трансформатор в сеть 50 Гц не рекомендуется, а наоборот можно, лишнее железо не помешает.

[amon]

dani1978 в сообщении #1246344 писал(а):

Чем это чревато?

Вот, почитайте. Сам я когда-то с этим игрался, и мой результат - с 1000 до 1200 об/мин. Дальше теряется момент и двигатель греется.

[realeugene]

dani1978 в сообщении #1246344 писал(а):

Чем это чревато?

Любые недокументированные режимы чем-то чреваты. Штатные режимы испытаны производителем. Нештатные - нет. Как вы узнаете, что что-то у вас пошло не так? По дыму и искрам? Кто будет виноват и оплатит фейерверк в этом случае?

Допустим, до этого не дойдёт. Всё-таки двигатели довольно дубовые изделия. Двигатель не сгорит, и воздуходувка не разлетится (при увеличении частоты вращения в два раза центробежные силы возрастают в четыре). Тогда при увеличении частоты с инвертора, если вы не будете повышать одновременно напряжение, наверное, уменьшится магнитное поле в статоре, что приведёт к уменьшению максимального крутящего момента по сравнению с номиналом. В результате возрастёт скольжение, но оно у вас небольшое из-за недогрузки двигателя. То есть частота вращения увеличится в несколько меньшей степени, чем частота питающего напряжения. При увеличении частоты вращения вала возрастёт нагрузка на вал. Это тоже увеличит скольжение. В конце концов вы выйдете за и так уменьшившийся предельный рабочий момент, и скольжение начнёт резко возрастать. Нагрузка вентиляторная, т. е. комфортная для такого превышения, но понятно, что ток возрастёт вместе с потерями, и при длительной эксплуатации в таком режиме всё может сгореть от перегрева. Но пока не превысили максимальный момент для данной частоты и напряжения, всё должно работать. Мне так кажется.

Обзаведитесь тахометром. При таких экспериментах полезно знать реальную частоту вращения вала.

[amon]

realeugene в сообщении #1246354 писал(а):

Нагрузка вентиляторная

Цитата из приведённой ссылки: "При возрастании частоты на 10% ток ротора двигателя, вращающего вентилятор, увеличивается примерно в 1,5 раза".

[realeugene]

amon в сообщении #1246358 писал(а):

"При возрастании частоты на 10% ток ротора двигателя, вращающего вентилятор, увеличивается примерно в 1,5 раза".

Наверное от характеристики воздуходувки зависит. Но, вообще, мощность воздушного потока пропорциональна кубу скорости. Я же имел в виду, что при закритическом скольжении с вентиляторной нагрузкой не произойдёт полной остановки двигателя, так как при уменьшении частоты вращения вала так же резко нагрузка на вал снижается.

[amon]

realeugene в сообщении #1246359 писал(а):

Но, вообще, мощность воздушного потока пропорциональна кубу скорости. Я же имел в виду, что при закритическом скольжении с вентиляторной нагрузкой не произойдёт полной остановки двигателя, так как при уменьшении частоты вращения вала так же резко нагрузка на вал снижается.

Всё именно так. Под вентиляторной нагрузкой устойчиво греется ротор, а под моментной холодный ротор останавливается ;)

[dani1978]

Всем огромное спасибо! С вашей помощью разобрался.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Механика и Техника»
Причина переноса: тематика.

[Mopnex]

У нас есть 50-герцоывые насосы крутящиеся частотником на 60гц. Работают пару лет, но на сколько ещё хватит - непонятно.