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Motor de frecuencia variable QABP

Motor de frecuencia variable QABP

MOTOR ABB QABP71M2A
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MOTOR ABB QABP80M2A
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MOTOR ABB QABP315L4A
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MOTOR ABB QABP355M4A
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Serie QABP: el diseño del motor de accionamiento de frecuencia variable es razonable y puede combinarse con convertidores de frecuencia similares en el hogar y en el extranjero. Es altamente intercambiable y versátil. El nivel de eficiencia energética es EFF2 / IE3
El motor regulador de velocidad de frecuencia variable serie QABP absorbe las ventajas de los productos de países avanzados como Alemania y Japón, y aplica tecnología de diseño asistida por computadora para el diseño. Se puede combinar con el mismo tipo de dispositivo de conversión de frecuencia en el hogar y en el extranjero, con una gran intercambiabilidad y versatilidad. El motor adopta una estructura de jaula de ardilla, que es confiable en operación y fácil de mantener. El motor está equipado con un ventilador axial por separado para garantizar que el motor tenga un buen efecto de enfriamiento a diferentes velocidades. El aislamiento del motor adopta la estructura de aislamiento de clase F ampliamente utilizada internacionalmente, lo que mejora la confiabilidad del motor. Los indicadores correspondientes de potencia del motor, tamaño de montaje del pie y altura central son completamente consistentes con los motores asincrónicos de la serie QA. Esta serie de motores se puede utilizar ampliamente en industrias como la industria ligera, textiles, industria química, metalurgia, máquinas herramienta, etc. que requieren dispositivos rotativos de regulación de velocidad y son una fuente de energía ideal para la regulación de velocidad.
La potencia de esta serie de motores es de 0.25 kW a 200 kW, y la altura central del bastidor es de 71 mm a 315 mm.

El motor de conversión de frecuencia se refiere a un motor que funciona continuamente a una carga nominal del 100% en el rango de velocidad nominal del 10% al 100% en condiciones ambientales estándar, y el aumento de temperatura no excederá el valor permitido nominal del motor.
Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica de potencia y los nuevos dispositivos semiconductores, la tecnología de regulación de velocidad de CA se ha mejorado y mejorado continuamente, y los inversores gradualmente mejorados se han utilizado ampliamente en motores de CA con sus buenas formas de onda de salida y un excelente rendimiento de costos. Por ejemplo: motores de gran escala y motores de rodillos medianos y pequeños utilizados en fábricas de acero, motores de tracción para ferrocarriles y tránsito ferroviario urbano, motores de elevadores, motores de grúas para equipos de elevación de contenedores, motores para bombas y ventiladores, compresores, electrodomésticos. utiliza motores de regulación de velocidad de frecuencia variable de CA y ha logrado buenos resultados [1]. La adopción del motor regulador de velocidad de frecuencia variable de CA tiene ventajas significativas sobre el motor regulador de velocidad de CC:
(1) Fácil regulación de velocidad y ahorro de energía.
(2) El motor de CA tiene una estructura simple, tamaño pequeño, pequeña inercia, bajo costo, fácil mantenimiento y durabilidad.
(3) La capacidad se puede ampliar para lograr una operación de alta velocidad y alto voltaje.
(4) Puede realizar un arranque suave y un frenado rápido.
(5) Sin chispa, a prueba de explosiones, fuerte adaptabilidad ambiental. [1]
En los últimos años, las transmisiones internacionales de regulación de velocidad de conversión ascendente se han desarrollado a una tasa de crecimiento anual de 13% a 16%, y han reemplazado gradualmente a la mayoría de las transmisiones de regulación de velocidad de CC. Debido a que los motores asíncronos comunes que funcionan con frecuencia constante y fuente de alimentación de voltaje constante se utilizan en sistemas de regulación de velocidad de frecuencia variable, existen grandes limitaciones. Se han desarrollado motores de CA de inversor especiales diseñados según la ocasión de aplicación y los requisitos en el extranjero. Por ejemplo, hay motores de bajo ruido y baja vibración, motores con características mejoradas de par de baja velocidad, motores de alta velocidad, motores con tacogeneradores y motores controlados por vectores [1].
Principio de construcción
Cuando la velocidad de deslizamiento del motor asíncrono cambia poco, la velocidad es proporcional a la frecuencia. Se puede ver que cambiar la frecuencia de potencia puede cambiar la velocidad del motor asíncrono. En la regulación de la velocidad de conversión de frecuencia, siempre se espera que el flujo magnético principal permanezca sin cambios. Si el flujo magnético principal es mayor que el flujo magnético durante el funcionamiento normal, el circuito magnético está sobresaturado para aumentar la corriente de excitación y reducir el factor de potencia. Si el flujo magnético principal es menor que el flujo magnético durante el funcionamiento normal, el par motor se reduce [1].
Proceso de desarrollo editar
Los sistemas actuales de conversión de frecuencia del motor son en su mayoría sistemas de control V / F constantes. Las características de este sistema de control de conversión de frecuencia son estructura simple y fabricación barata. Este sistema se usa ampliamente en lugares grandes como ventiladores y donde los requisitos de rendimiento dinámico del sistema de conversión de frecuencia no son muy altos. Este sistema es un sistema de control de circuito abierto típico. Este sistema puede cumplir con los requisitos de transmisión sin problemas de la mayoría de los motores, pero tiene un rendimiento de ajuste dinámico y estático limitado, y no se puede usar en aplicaciones con requisitos estrictos de rendimiento dinámico y estático. local. Para lograr el alto rendimiento de la regulación dinámica y estática, solo podemos usar sistemas de control de circuito cerrado para lograrlo. Por lo tanto, algunos investigadores han propuesto un método de control de velocidad del motor que controla la frecuencia de deslizamiento en bucle cerrado. Este método de control de velocidad puede lograr un alto rendimiento en el control de velocidad dinámico estático, pero este sistema solo se puede obtener en motores con velocidades más lentas. La aplicación debería ser que cuando la velocidad del motor es alta, este sistema no solo logrará el propósito de ahorrar energía, sino que también hará que el motor genere una gran corriente transitoria, lo que hará que el par del motor cambie instantáneamente. Por lo tanto, para lograr un mayor rendimiento dinámico y estático a velocidades más altas, primero debemos resolver el problema de la corriente transitoria generada por el motor. Solo resolviendo adecuadamente este problema podemos desarrollar mejor la tecnología de control de ahorro de energía de conversión de frecuencia del motor. [2]
Características clave
El motor de conversión de frecuencia especial tiene las siguientes características:
Diseño de aumento de temperatura de clase B, fabricación de aislamiento de clase F. El material de alto aislamiento de polímero y el proceso de fabricación de pintura por inmersión a presión de vacío y la estructura de aislamiento especial se adoptan para hacer que los devanados eléctricos con mayor resistencia de aislamiento y mayor resistencia mecánica, que es suficiente para el funcionamiento a alta velocidad del motor y resistencia a la corriente de alta frecuencia Choque y voltaje del inversor. Daño al aislamiento.
La calidad del equilibrio es alta y el nivel de vibración es el nivel R (nivel de vibración reducido). Las piezas mecánicas tienen una alta precisión de mecanizado, y se utilizan rodamientos especiales de alta precisión, que pueden funcionar a alta velocidad.
Sistema de enfriamiento de ventilación forzada, todos usan ventilador de flujo axial importado ultra silencioso, alta vida, viento fuerte. Asegúrese de que el motor obtenga una disipación de calor efectiva a cualquier velocidad y pueda lograr una operación a largo plazo a alta o baja velocidad.
En comparación con los motores inversores tradicionales, los motores de la serie YP diseñados por el software AMCAD tienen un rango de velocidad más amplio y una mayor calidad de diseño. El diseño especial del campo magnético suprime aún más los campos magnéticos altamente armónicos para cumplir con los requisitos de frecuencia amplia, ahorro de energía e índice de diseño de bajo ruido. Con una amplia gama de características de regulación de par constante y velocidad de potencia, la velocidad es estable y no hay ondulación de par.
Tiene una buena coincidencia de parámetros con varios tipos de inversores, y con control vectorial, puede lograr un par completo de velocidad cero, un par grande de baja frecuencia y control de velocidad de alta precisión, control de posición y control de respuesta dinámica rápida. Los motores especiales de conversión de frecuencia de la serie YP pueden equiparse con frenos y codificadores para proporcionar una detención precisa y lograr un control de velocidad de alta precisión a través del control de velocidad de bucle cerrado.
Adopción de "motor de reducción + conversión de frecuencia dedicado motor + codificador + inversor" para lograr un control preciso de velocidad continua de velocidad ultrabaja. Los motores de propósito especial del inversor de la serie YP tienen buena versatilidad, y sus dimensiones de instalación cumplen con los estándares IEC, y son intercambiables con motores estándar generales.
Daño en el aislamiento del motor editar


Durante la promoción y aplicación de motores de frecuencia variable de CA, ha habido una gran cantidad de daños tempranos en el aislamiento de motores de frecuencia variable de CA. Muchos motores de frecuencia variable de CA tienen una vida útil de solo 1 a 2 años, y algunos solo tienen unas pocas semanas. Incluso durante la operación de prueba, el aislamiento del motor está dañado, y generalmente ocurre entre vueltas. Esto trae nuevos problemas a la tecnología de aislamiento del motor. La práctica ha demostrado que la teoría del diseño del aislamiento del motor bajo el voltaje de onda sinusoidal de frecuencia de potencia desarrollada en las últimas décadas no se puede aplicar a los motores regulados por velocidad de frecuencia variable de CA. Es necesario estudiar el mecanismo de daño del aislamiento del motor del inversor, establecer la teoría básica del diseño del aislamiento del motor del inversor de CA y formular estándares industriales para los motores del inversor de CA.
1 Daño a cables electromagnéticos
1.1 Descarga parcial y carga espacial
En la actualidad, los motores de CA regulados por velocidad de frecuencia variable están controlados por inversores IGB T (diodo de puerta aislado) PWM (modulación de ancho de pulso y modulación de ancho de pulso). Su rango de potencia es de aproximadamente 0.75 a 500 kW. La tecnología IGBT puede proporcionar una corriente con un tiempo de subida muy corto. Su tiempo de subida es de 20 ~ 100 μs, y el pulso eléctrico generado tiene una frecuencia de conmutación muy alta, que alcanza los 20 kHz. Cuando se produce un aumento rápido de voltaje desde el inversor hasta el extremo del motor, debido a la falta de coincidencia de impedancia entre el motor y el cable, se genera una onda de voltaje reflejada. Esta onda reflejada regresa al convertidor de frecuencia, y luego induce otra onda reflejada debido al desajuste de impedancia entre el cable y el convertidor de frecuencia, que se agrega a la onda de voltaje original, generando así un pico de voltaje en el borde delantero de la onda de voltaje. . La magnitud del voltaje de pico depende del tiempo de subida del voltaje de pulso y la longitud del cable [1].
Generalmente, cuando la longitud del cable aumenta, se produce una sobretensión en ambos extremos del cable. La amplitud de la sobretensión en el extremo del motor aumenta con la longitud del cable y tiende a saturarse. . La prueba muestra que la sobretensión se produce en los bordes ascendente y descendente de la tensión, y se produce la oscilación de atenuación. La atenuación obedece a la ley exponencial, y el período de oscilación aumenta con la longitud del cable. Hay dos tipos de frecuencias para la forma de onda de pulso PWM. Uno es la frecuencia de conmutación. La frecuencia de repetición del voltaje de pico es directamente proporcional a la frecuencia de conmutación. La otra es la frecuencia básica, que controla directamente la velocidad del motor. Al comienzo de cada frecuencia básica, la polaridad del pulso cambia de positivo a negativo o de negativo a positivo. En este momento, el aislamiento del motor está sujeto a un voltaje de escala completa que es el doble del valor de voltaje máximo. Además, en un motor trifásico con bobinados integrados, la polaridad del voltaje entre dos vueltas adyacentes de diferentes fases puede ser diferente, y el salto de voltaje a gran escala puede alcanzar el doble del valor de voltaje máximo. De acuerdo con la prueba, la salida de la forma de onda de voltaje del inversor PWM en un sistema de CA de 380 / 480V tiene un valor de voltaje pico medido de 1.2 a 1.5kV en el extremo del motor, y en un sistema de CA de 576 / 600V, la forma de onda de voltaje medida El valor de voltaje máximo alcanza 1.6 a 1.8 kV. Es muy obvio que bajo este voltaje a gran escala, se produce una descarga parcial de superficie entre las vueltas del devanado. Debido a la ionización, se generarán cargas espaciales en el entrehierro, y se formará un campo eléctrico inducido opuesto al campo eléctrico aplicado. Cuando la polaridad del voltaje cambia, este campo eléctrico inverso está en la misma dirección que el campo eléctrico aplicado. De esta manera, se genera un campo eléctrico más alto, lo que conducirá a un aumento en el número de descargas parciales y eventualmente provocará una falla. Las pruebas han demostrado que la magnitud de la descarga eléctrica que actúa sobre este aislamiento de giro a giro depende de las propiedades específicas del conductor y del tiempo de aumento de la corriente del variador PWM. Si el tiempo de subida es inferior a 0.1 μs, se agregará el 80% del potencial a las dos primeras vueltas del devanado, es decir, cuanto más corto sea el tiempo de subida, mayor será la descarga eléctrica y menor será la vida útil del inter -aislamiento de aislamiento [1].
1.2 Calentamiento por pérdida dieléctrica
Cuando E excede el valor crítico del aislante, su pérdida dieléctrica aumenta rápidamente. Cuando se aumenta la frecuencia, la descarga parcial aumentará en consecuencia, y como resultado, se generará calor, lo que provocará una mayor corriente de fuga, lo que hará que el Ni aumente más rápido, es decir, el aumento de temperatura del motor aumentará, y el aislamiento envejecerá más rápido. En resumen, en el motor de frecuencia variable, se debe precisamente a los efectos combinados de la descarga parcial mencionada anteriormente, el calentamiento dieléctrico, la inducción de carga espacial y otros factores que causan el daño prematuro del cable electromagnético [1].
2 Daño al aislamiento principal, aislamiento de fase y pintura aislante
Como se mencionó anteriormente, el uso de una fuente de alimentación de frecuencia variable PWM aumenta la amplitud de la tensión oscilante en los terminales del motor de frecuencia variable. Por lo tanto, el aislamiento principal, el aislamiento de fase y la pintura aislante del motor resisten una mayor intensidad de campo eléctrico. Según las pruebas, debido al efecto combinado de factores como el tiempo de aumento de voltaje, la longitud del cable y la frecuencia de conmutación del terminal de salida del inversor, el voltaje máximo del terminal anterior puede exceder los 3 kV. Además, cuando se produce una descarga parcial entre las vueltas de los devanados del motor, la energía eléctrica almacenada en la capacitancia distribuida en el aislamiento se convertirá en calor, radiación, energía mecánica y química, lo que degradará todo el sistema de aislamiento y reducirá el voltaje de ruptura. del aislamiento, que finalmente condujo a que el sistema de aislamiento se descompuso [1].
3 Envejecimiento acelerado del aislamiento debido a la tensión cíclica alterna
Adopta la fuente de alimentación de conversión de frecuencia PWM, de modo que el motor de conversión de frecuencia puede arrancar a muy baja frecuencia, bajo voltaje y sin corriente de entrada, y puede usar varios métodos proporcionados por el convertidor de frecuencia para realizar un frenado rápido. Debido a que el motor de frecuencia variable puede lograr arranques y frenos frecuentes, el aislamiento del motor está frecuentemente bajo el efecto de una tensión alterna cíclica, y el aislamiento del motor se acelera hasta la edad [1].
Los problemas de vibración causados ​​por la fuerza de excitación electromagnética y la transmisión mecánica en los motores asíncronos comunes se vuelven más complicados en los motores de frecuencia variable. Varios armónicos de tiempo contenidos en la fuente de alimentación de frecuencia variable interfieren con los armónicos espaciales inherentes a la parte electromagnética para formar diversas fuerzas de excitación electromagnética. Al mismo tiempo, debido a que el motor tiene un amplio rango de frecuencia de operación y un gran cambio de velocidad, la resonancia ocurre cuando es consistente con la frecuencia natural de la parte mecánica. Bajo la influencia de la fuerza de excitación electromagnética y la vibración mecánica, el aislamiento del motor está sujeto a una tensión alterna cíclica más frecuente, que acelera el envejecimiento del aislamiento del motor.

 

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