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资料:感应电机启动时间与发热计算

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发表于 2016-12-29 08:50:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
文章是1984年发表在《电机技术》杂志上,由 上海市电机技术研究所情报室  谢裕春 翻译。

计算方法如下:需要三条曲线,电机转矩曲线,电机电流曲线,负载转矩曲线。

电机启动时间计算:切片法,将电机转速分成多段,用电流值修正电源电压降落,用电源电压降(感应电机扭矩与电压平方成正比)来修正当前转速下的扭矩,再减去负载当前转速下的扭矩即为净扭矩,此扭矩用来完成此片段内的转速增加,再将所有惯量这算到电机转子,则可由净转矩,速度增加值,惯量算出加速时间,将每片时间相加,即为总加速时间。文章实例中负载惯量是转子惯量的50倍!加速时间接近10秒!


启动发热计算:计算启动过程的:电流平方×时间,与电机给定的允许启动的电流平方×时间对比,看是否超限。


此电机启动电流为额定的560%,但是转矩只有额定的150%,直流电机如果达到150%转矩,只需要150%电流!只不过直流电机换向器是个弱点啊!












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发表于 2016-12-29 09:34:30 | 显示全部楼层
这些的资料写的很好。这个是电机启动过程的工程校验,惯量过大会造成启动慢,长时间处于这个过度过程,电流大,发热也大。异步电机启动时主磁场和主感应电动势刚刚建立,电流中直流分量很大很大。所以启动电流看起来百分比很大的。
我们早起的电机资料都是翻译日本的文章,比如宫入庄太的书。
俺刚刚开始研究这个东西,还没法建立一个细致的模型。但是一些概念的东西还懂的。
温升是和周围散热条件还有与环境温差有关系的。校验的时候要考虑散热条件和绝缘等级。
一般所说工程校验主要对象有启动 制动和周期性冲击负载几种情况,说白了就是要校验最大电流。因为电机的铜耗发热损失是电机的主要损失。
楼主加油,。对热力学的理解我相信楼主会比我强很多

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磁场建立需要时间吗?是主要由于电感的原因电流上升满,还是磁场的弛豫时间呢?  发表于 2016-12-29 09:56
知网上1970~2000年的都可以看看啊~我热力学当年是抄,加上老师高抬贵手过的~ 有空你来给大家讲讲异步电机吧,我数学不好,啃不动  发表于 2016-12-29 09:54
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发表于 2016-12-29 10:07:36 | 显示全部楼层
我说过,现在核心问题是大家不读书,书都有,几十年前人家写的,但都不念,希望‘一步登天’,哈哈,

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往下听不懂了,还得再学习,多谢八爷!  发表于 2016-12-29 13:08
先是发现那个公式里面没有分离转子铜耗,直接计算进电机的转矩输出里面了,转念一想居然励磁损耗也每计算进来,怪不得公式写的那么简单。  发表于 2016-12-29 11:09
发热计算,要非常懂电机,包括绕组,绝缘,铁心等,大电机要电机厂配合才能详细计算,自己干算不行,但你不懂这个基本原理,是算不出来的  发表于 2016-12-29 11:07
发热计算是要看计算的方法,前提就是知道一个具体的运行状态,有多少功率损失,损失都去了哪里。说到这,俺早上翻电拖,  发表于 2016-12-29 11:07
跟龙门刨不是一个控制方式,飞剪是‘爬到位’,这个爬行是空载的,是个调整,到位是为了‘起跑过程准确’,速度基准信号在轧机上,飞剪是跟随  发表于 2016-12-29 11:06
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发表于 2016-12-29 10:14:28 | 显示全部楼层
这问题需要分开来说,首先,一个问题,上面的图画出来的是稳态下转据和速度的对应关系,如果在电机顺态过程里磁链,和旋转的势能是有变化的,因为一个和速度有关,一个和电流有关系。
单说磁场就要分成定子和转子两部分来说。首先在线性范围里,磁通是电流的函数。在电机模型里,磁通是由线圈通电产生的,画图时会等效为电感的。本质上说滞后效应,是磁场问题。转子磁场好理解一些,就是切割磁感线产生的感应电动势,在电路中流动产生。这个电压大小和主磁场和转子速度有关系,定子要复杂一些,因为转子速度不稳定,在定子看进去的对应电压大小是变化的,所以定子电流会变化,电机转据又等于磁共能对虚位移的导数,最后列出方程画一个稳定负载启动异步电机的图,会发现转速是趋于某一点,但是却在那个点周围不断打转到不了的。画那个图很复杂,即使列出方程,化简到可以编程计算。也需要写一上午的时间。

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因为都是在接近于额定值情况下运行,范围不大。真的用异步电机大范围调速,功率因数很低,很少那么做  发表于 2016-12-29 10:39
再一本书上看到异步电机气隙磁场接近常数,这是为什么呢?  发表于 2016-12-29 10:35
对,因为电机转子的感应电动势取决于转差的大小  发表于 2016-12-29 10:27
转速在打转是在振荡的意思吗?这个也会导致转矩波动吗?  发表于 2016-12-29 10:23
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发表于 2016-12-29 13:04:39 | 显示全部楼层
文章没细看,俺对这种处理思路说一下:
看过托马斯微积分的,或者熟悉辛普森积分法的,都知道这种切片处理实际上是离散处理了。

俺实际上更更倾向于图片进CAD描点,或者人工描点,然后分段多项式拟合了这些曲线,最后电机转矩,电机电流,负载转矩 三个表达式写出来,最后强行解了拖动微分方程,启动发热就积分。
然后所有表达式输进编程计算器,带上心里踏实了才敢去现场晃悠,会议上才能徒手写方程。

看鬼子的计算过程,像随温物性参数这类离散数据,从来都是方程伺候,基本不用表格。

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baikenor大侠,Excel 计算这个熟练,理清算法,需要用啥自己就写啥,慢慢就积累下了。  发表于 2016-12-29 19:04
谢8爷点拨。俺离能完整处理事情,还欠缺很多,“高不成低不就”也不是个事,“台阶”肯定得两腿上去踩稳了才行。  发表于 2016-12-29 18:46
大侠应该有好多excel自动计算表格吧~  发表于 2016-12-29 16:47
多项式拟合,在学校的时候听老师说过  发表于 2016-12-29 16:06
你已经有深度了,属于10%里面的一小撮儿,再争取进3%,哈哈,再努力,  发表于 2016-12-29 15:06
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发表于 2016-12-29 16:56:39 | 显示全部楼层
ngsxngtd 发表于 2016-12-29 13:04
文章没细看,俺对这种处理思路说一下:
看过托马斯微积分的,或者熟悉辛普森积分法的,都知道这种切片处理 ...

大侠的数值计算学的很厉害,顺着大侠的思路往下来,其实可以按照那个上次说系统测试各个分量系数的方法进行曲线拟合,比如转据对转速特性应该是三个分量的叠加,或者说分段的函数的处理方法。咱有些问题,一如何控制这个拟合曲线的误差呢,在比较平滑的部分误差自然小,但是,转折或拐点应该会大一些吧?
二就是这么得到的曲线和根据电机实验测试电阻和电抗从而得到的等效模型计算结果有多大差距呢?



我仔细看了一下电机特性曲线,注意到有个事情,牵入转据大约为150且牵出转据为250稳态运行转差率小,,启动电流500 %以上。查了一下,该电机应该是A类设计,但缺乏进一步资料不知道是绕线型还是笼型转子。启动过程在使用中应该先校验能否全压启动,然后才能才能决定是否使用改曲线吧?

再一次感谢楼主 这文章很好很好

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就是笼形差异吧,启动和运行时转差率不同,电频率不同,集肤深度不同,导致等效的电感电阻不同吧  发表于 2017-1-7 20:00
ab主要是启动转矩差距 但是不大  发表于 2017-1-6 21:19
好像文章说是B类 NEMA那几个类型好像规定的就是笼形,应该书鼠笼电机。绕线就直接用频敏电阻启动了吧  发表于 2017-1-6 20:33
咱在这些玩东西的经验上还要多向大侠学习:)  发表于 2016-12-29 19:26
俺就是选型与校核考虑,厂家资料不全或错误,俺就会打他电话了,哈哈。  发表于 2016-12-29 19:26
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发表于 2017-1-6 20:08:52 | 显示全部楼层
电机启动发热,所以冷态热态启动次数有限制。
曾经到一个电厂,磨煤车间一溜电机,有好几台拆下来了,准备送修,烧了。磨煤机的工作特点是间歇的,最高一天启停9次,560kW6P到900kW6P不等。
我提出用永磁偶合器替代原来的弹性联轴器(如果原来用液偶的,没有这个问题),用下来效果很好,不烧了。后来又陆续买了。原来很简单,主动与从动端用磁场驱动,电机启动时不带动负载加速,所以启动过程短,累积热量少。
这篇文献的图表应该是国外的,电机是60Hz。

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永磁联轴器,现在网上能查到的资料很多啊,永磁异步的,不是同步的那种。  发表于 2017-1-6 21:19
打错字了 永磁联轴器 抱歉  发表于 2017-1-6 20:44
应该是,看单位制应该是美国,下面有原文出处 大侠给科普下用词联轴器吧  发表于 2017-1-6 20:34
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发表于 7 天前 | 显示全部楼层
本帖最后由 tolerare 于 2017-1-10 22:36 编辑

这个也是我以前计算压缩机电机启动时间和发热校核用的,现在不搞压缩机了,看到这个又会想起以前了。这个是个比较简单的方法,做个excel表就很方便了。当然电机的详细参数和特性曲线需要电机厂家提供的。如果需要更加精确的结果,就需要用matlab或者simulink来模拟了

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是按照MATLAB里面的黑箱模型吗?  发表于 6 天前
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