Многоскоростной двигатель и ПЧ

[Odin78]

Здравствуйте!

Есть трёхскоростной двигатель 8/4/2, 735/1430/2960 об/мин, 30/45/60kW, 66/88/130A.
Используется только 2-е скорости: 1500/3000 об/мин. Прямо на валу стоят ножи для эмульситатора.
При переключении-1500 об/мин. останов...3000 об/мин.

Проблема: был заменён продукт на более густой.. при переключении на 3000 об/мин. двигатель жрет под 600А и медленно вращается (иногда), а иногда запускается.

Есть мнение, что если не останавливать двигатель с 1500 на 3000, то запуск пройдёт легче.

Отсюда решение установить частотный преобразователь....посоветуйте пожалуйста как его правильнее подключить?
-если по схеме 3000об/мин.. то в режиме 1500 частотник сбросит не только частоту но и напряжение-потеряем в моменте...
- может правильнее оставить систему переключения контакторами и добавить частотный преобразователь?

Помогите пожалуйста.

Заранее благодарю!!!

[Ryzhij]

Есть ЧРП с наборами параметров под несколько двигателей. Вы можете вбить в частотник параметры как для двигателя в режиме на 750, 1500, так и для режима на 3000 и при необходимости переключаться между ними. (Через останов, если привод не поддерживает подхват.)
Пытаться раскрутить двигатель на неньютоновской жиже особого смысла нет. Наверное, стоит ограничивать момент на валу.
Спалить движок в режиме 750 трудно, но провернуть ротор на валу или обломать вал вполне реально.

[VaBo]

то в режиме 1500 частотник сбросит не только частоту но и напряжение-потеряем в моменте...

Сбросит и частоту, и напряжение, но вот в моменте не потеряете.

[Никита]

частотник сбросит не только частоту но и напряжение-потеряем в моменте

Тут не соглашусь. Если только не какой-то совсем дешевый скалярный частотник, заточенный только под вентиляторную нагрузку.
Вспомните Костенко с его законом. Можно, при желании, обеспечить и постоянную механическую мощность, как произведение момента на обороты, т.е. при снижении частоты момент еще и расти будет.
Другой вопрос, что при снижении оборотов снижается и обдув самой машины, а при работе с постоянной мощностью еще и нагрев сильно растет на малых оборотах - тут надо конкретные условия смотреть - и время работы в этих режимах, и частоты и много чего еще, вплоть до погоды (окружающей температуры).
С контакторами - скорее нет, чем да. У некоторых производителей ПЧ заявлена функция подхвата вращающейся машины, но на практике ни разу успешных реализаций не видел. А во пожечь выходные IGBT частотника можно. Плюс, опять же местные условия и жидкость ваша - хватит ли вообще инерции машине, чтобы вращаться при переключении. А если не хватит - то и смысла в затее нет.

[Jackson]

По-моему, всё это - решение поноса пробкой. Смотрим сначала: Перемещаемый продукт стал более вязким, увеличился требуемый момент, то есть тормозной момент на валу, но двигатель остался тот же самый и его явно стало недостаточно.
Два вопроса:
1. А весь механизм-то потянет новый увеличенный момент? Может там лопатки оторвёт, шпонки посрезает или валы срежет - нет? Сначала это надо оценивать
2. Если ответ на первый вопрос положительный, то может проще просто двигатель поменять на более мощный и всё? Работала же схема - пусть и дальше работает.

Вы не поняли? Автор за счёт ПЧ хочет не только не потерять в моменте, но даже его приобрести, при этом не меняя двигателя. Это как? Если 60 кВт двигатель запитать от ПЧ на 100 кВт - что, мы получим 100 кВт на валу? Нет, мы получим либо те же 60 кВт, либо сгоревший двигатель и ничего больше. Или законы физики на заводе автора не действуют?


Ну и в плане флуда:

Есть мнение, что если не останавливать двигатель с 1500 на 3000, то запуск пройдёт легче.

В смысле - переключать на лету? Так делается, например на морских подруливающих устройствах, схемы можно поискать в интернете.

а иногда запускается.

То есть в основном НЕ запускается, стоит и гудит, верно?

Отсюда решение установить частотный преобразователь....посоветуйте пожалуйста как его правильнее подключить?
-если по схеме 3000об/мин..

А какие обороты-то нужны? Если нужно сильно больше 1500 то однозначно на 3000. Если не нужно больше 1500 - на 1500.

- может правильнее оставить систему переключения контакторами и добавить частотный преобразователь?

Переключение будет через останов, может и можно будет переключать на лету, но проблему не решите всё равно.

Сбросит и частоту, и напряжение, но вот в моменте не потеряете.

И даже приобретёте в тепле. Греться будет сильно. Так что либо теряем в моменте, либо выигрываем в тепле, вплоть до расплавления обмоток.

Короче, тщательнее надо. Чётче и конкретнее описывайте проблему. Иначе флуда много, толку - ноль.

[Никита]

хочет не только не потерять в моменте, но даже его приобрести, при этом не меняя двигателя. Это как? Если 60 кВт двигатель запитать от ПЧ на 100 кВт - что, мы получим 100 кВт на валу? Нет, мы получим либо те же 60 кВт, либо сгоревший двигатель и ничего больше

Вот это и есть тонкое место. 60кВт - это произведение вращающего момента на угловую скорость. Снизив скорость - приобретем момент, при правильном подборе u-f кривой. Но при этом вырастет ток, а сопротивление меди будет примерно тем же. Длительная работа сожжет двигатель, а переходные режимы - надо смотреть.

[Jackson]

хочет не только не потерять в моменте, но даже его приобрести, при этом не меняя двигателя. Это как? Если 60 кВт двигатель запитать от ПЧ на 100 кВт - что, мы получим 100 кВт на валу? Нет, мы получим либо те же 60 кВт, либо сгоревший двигатель и ничего больше

Вот это и есть тонкое место. 60кВт - это произведение вращающего момента на угловую скорость. Снизив скорость - приобретем момент, при правильном подборе u-f кривой. Но при этом вырастет ток, а сопротивление меди будет примерно тем же. Длительная работа сожжет двигатель, а переходные режимы - надо смотреть.

Да намного проще всё. Механизм (мы не знаем какой) был рассчитан на определённый продукт, под это и рассчитан, и движок под него подобран. Автор сам сказал что продукт изменился, стал намного более вязким, отчего двигатель - очевидно - стал перегружен, более тяжёлый пуск и работа. И весь механизм может быть перегружен. Тут как ни пляши - если недостаточно мощности то взять её неоткуда. Я опасаюсь, что даже если решить проблему с двигателем - пусть даже его заменой - то следующим поломается весь механизм.

[Никита]

Автор сам сказал что продукт изменился, стал намного более вязким, отчего двигатель - очевидно - стал перегружен, более тяжёлый пуск и работа.

Проблема в том, что лично я не знаю, что за жижа у автора и как она себя ведет. И главное - можно ли работать на сниженных оборотах. Даже для ньютоновской жидкости снижение оборотов погруженного в жидкость вращающегося тела приводит к снижению потребного момента. Для неньютоновской - снижение оборотов приведет к снижению вязкости. Косвенно - если на 3000 об/мин не пускается вообще, на 1500 - через раз, то на 300 - есть все шансы. Но вот поднять до 3000 уже может не получиться.
Дальше - вопрос к технологам - какие обороты минимально допустимы.

[Odin78]

А если использовать векторный режим работы? Производитель линии очень советует этот вариант, я к сожалению не имею с ним контакта.

Отправлено спустя 3 минуты 53 секунды:

Автор сам сказал что продукт изменился, стал намного более вязким, отчего двигатель - очевидно - стал перегружен, более тяжёлый пуск и работа.

Проблема в том, что лично я не знаю, что за жижа у автора и как она себя ведет. И главное - можно ли работать на сниженных оборотах. Даже для ньютоновской жидкости снижение оборотов приводит к снижению потребного момента. Для неньютоновской - снижение оборотов приведет к снижению вязкости. Косвенно - если на 3000 об/мин не пускается вообще, на 1500 - через раз, то на 300 - есть все шансы. Но вот поднять до 3000 уже может не получиться.
Дальше - вопрос к технологам - какие обороты минимально допустимы.

Продукт-сырная масса, при повышении температуры она резко разжижается. По технологии нужно добавлять больше воды, но технологи не хотят...снижение оборотов менее 3000 думаю допустимо.

[Jackson]

Дальше - вопрос к технологам - какие обороты минимально допустимы.

В точности так.

А если использовать векторный режим работы?

А нам-то откуда знать? Мы же не видим установку. Но мощности это - повторюсь - не добавит.
Вы, если хотите помощи - так отвечайте на вышезаданные вопросы. Люди же предлагают решения.

Отправлено спустя 41 секунду:

снижение оборотов менее 3000 думаю допустимо

Тут не думать надо а именно у технологов и узнать.

[Odin78]

Дальше - вопрос к технологам - какие обороты минимально допустимы.

В точности так.

А если использовать векторный режим работы?

А нам-то откуда знать? Мы же не видим установку. Но мощности это - повторюсь - не добавит.
Вы, если хотите помощи - так отвечайте на вышезаданные вопросы. Люди же предлагают решения.

Отправлено спустя 41 секунду:

снижение оборотов менее 3000 думаю допустимо

Тут не думать надо а именно у технологов и узнать.

А какие решения?

[Serex]

Двигатель то асинхронный. У него со старта малый момент. Потом растет. На контакторах более мощный пуск будет.
С частотником может совсем не стартануть - упрется в токовое ограничение.
В частности частотники и ставят, чтобы медленно раскрутить асинхронник не превышая токовую нагрузку на сеть.
И если на контакторах уже не вытягивает, то надо наращивать мощности.

[M3f]

Odin78, мне вот интересно, вы писали, что есть проблемы при переходе с 1500 на 3000 об/мин, а проблем при запуске на 1500 об/мин. нет? Или продукт подается уже после первого включения?
Вы также писали, что видите ток при включении (600 А), а какие у вас токи при работе на 1500 и 3000 об/мин.?
Есть ли принудительная вентиляции электродвигателя?

[Jackson]

А какие решения?

Так всё озвучено уже:

Тут не думать надо а именно у технологов и узнать.

И если на контакторах уже не вытягивает, то надо наращивать мощности.

1. А весь механизм-то потянет новый увеличенный момент? Может там лопатки оторвёт, шпонки посрезает или валы срежет - нет? Сначала это надо оценивать
2. Если ответ на первый вопрос положительный, то может проще просто двигатель поменять на более мощный и всё? Работала же схема - пусть и дальше работает.

Либо вернуть продукт к исходной вязкости. Других решений я не вижу. Замена двигателя повлечёт замену автомата, контактора, тепловухи, возможно кабеля

Автор так пишет ответы что непонятно. Из всего этого я вижу только одно: двигатель просто перегружен и всё. Установка УПП или ПЧ мощности двигателю не добавит.

Прямо на валу стоят ножи для эмульситатора.

, которые рассчитаны на определённую нагрузку, а она возросла, если верить автору, в 600/130 = в 4,6 раза. Ток пропорционален моменту в установившемся режиме (после разгона), и он значительно вырос. Вопрос - не сломает ли эти ножи новым двигателем, не срежет ли вал.

Как видите, ничего нового.

[Odin78]

в режиме 1500 проблем нет...
в 3000 проблема с запуском-хоть и 600А, но обороты 20-30 об/мин. при этом..

[Никита]

600А = 315кВт. Он в дальнейшем падает или нет? Если нет, то экспериментировать бесполезно, только машину спалите.
И какой ток при 1500?

[Jackson]

в 3000 проблема с запуском-хоть и 600А, но обороты 20-30 об/мин. при этом..

Нехватает момента, что и требовалось доказать. ПЧ или УПП тут только ухудшат. Двигатель менять надо, или лопатки Вашей мешалки уменьшать. Остальное - танцы с бубном.

Механическую характеристику АД вспомните же. Это классика.

[VaBo]

Двигатель то асинхронный. У него со старта малый момент. Потом растет. На контакторах более мощный пуск будет.
С частотником может совсем не стартануть - упрется в токовое ограничение.
В частности частотники и ставят, чтобы медленно раскрутить асинхронник не превышая токовую нагрузку на сеть.
И если на контакторах уже не вытягивает, то надо наращивать мощности.

Вот неправда ваша.
Даже в скалярном режиме пусковой момент будет выше, чем при прямом пуске, тем более что можно кривую U/f на низах подкорректировать.
С векторным все еще красивее.

[Serex]

Даже в скалярном режиме пусковой момент будет выше, чем при прямом пуске,

И как же при меньшей мощности переменного тока на входе, будет больше момент ? Выходные транзисторы будут открываться чаще, чем полностью открыто?

[Jackson]

Даже в скалярном режиме пусковой момент будет выше, чем при прямом пуске, тем более что можно кривую U/f на низах подкорректировать.

Любопытно узнать, каким образом можно подкорректировать механическую характеристику АД, чтобы подводимую мощность уменьшить в разы, а момент на валу при этом увеличить.

Как-то я всегда считал, что механическая характеристика АД есть константа как железное свойство конкретного АД, потому что зависит от его физики. На низких частотах питающего напряжения даже индукция уменьшается, а ротор вращает именно она.

Отправлено спустя 7 минут 58 секунд:

Выходные транзисторы будут открываться чаще, чем полностью открыто?

Тут не путайте скважность работы выходных транзисторов с частотой. Частота не 50Гц, а такая какую сгенерирует ПЧ.
Давайте порассуждаем. Есть способ - поднять частоту генерируемого ПЧ напряжения в несколько раз. При этом увеличивается индукция. Но одновременно при этом растёт и индуктивная составляющая сопротивления, а пусковой ток в основном реактивный. Растёт сопротивление - растёт мощность (если ток неизменный) либо падает момент (если неизменна мощность). Но это мощность тоже реактивная, она не преобразуется в момент на валу. Активная же постоянна и от частоты не зависит. Так что не получается.
Не зря на 400Гц своё специальное оборудование, в том числе и двигатели - они отличаются от 50Гц только реактивной составляющей сопротивления.

Отправлено спустя 15 минут 53 секунды:
А было бы классно ставить двигатель на 5 кВт, но чтобы он крутился на все 50 кВт, правда? :)

[VaBo]

Даже в скалярном режиме пусковой момент будет выше, чем при прямом пуске,

И как же при меньшей мощности переменного тока на входе, будет больше момент ? Выходные транзисторы будут открываться чаще, чем полностью открыто?

Механическая хар-ка АД+ПЧ определяется не характерной загогулиной АД, а семейством этих загогулин, пусковой момент АД+ПЧ будет примерно равен максимальному моменту АД, и это безо всяких "бустов".
Про "мощность на входе" и транзисторы не понял, к чему это вы?

[Jackson]

Механическая хар-ка АД+ПЧ определяется не характерной загогулиной АД, а семейством этих загогулин, пусковой момент АД+ПЧ будет примерно равен максимальному моменту АД

Какая-то полная ерунда, потому что если пусковой момент равен максимальному, то никакой загогулины там нет в характеристике - там вертикаль, отвесная стенка. И, значит, двигатель не сможет стабильно работать, он будет одинаково стоять под током или вращаться на максимальном моменте с произвольной скоростью.
Это максимальный момент может быть равен пусковому за счёт наличия ПЧ, но никак не наоборот. И в этом случае двигатель будет постоянно опрокинут.

[+]

Всё равно что заявить, что бомба всегда попадает точно в эпицентр взрыва, и пуля влетает точно в пулевое отверстие и никогда не промахивается.

Когда люди ставят УПП, то они не момент пусковой повышают, а ток понижают, момент при этом тоже снижается. Или кто-то делает наоборот? Тут попахивает Нобелевской.

[Odin78]

интересно ..как много я узнал.
Так как всё-таки эффективно организовать подключение через ПЧ? - переключать обмотки скоростей 1500/3000 контакторами, или включить по схеме 3000?
Я бы попробовал, но пока ПЧ не пришёл..

[Serex]

Если хочется воткнуть частотник, то подключить на повышенной скорости без всяких контакторов.

[Никита]

Так как всё-таки эффективно организовать подключение через ПЧ? - переключать обмотки скоростей 1500/3000 контакторами, или включить по схеме 3000?

Никаких контакторов на выходе. Даже если частотник и умеет управлять выходным контактором, то это будет замыкание-пуск-останов-размыкание. Т.е. переключиться на другу обмотку на ходу не получится, а с остановом - незачем. Ну разве только жидкость у Вас совсем специфическая.
А рвать двигатель на ходу и набрасывать вращающуюся по инерции машину с остаточным намагничиванием на частотник явно не стоит. Весьма велики шансы остаться без частотника
Поэтому - обмотка в работе от ПЧ одна. Какая- выбирайте сами, из технологии.

Кстати, коллеги, никто не сталкивался с описанием реальных переходных процессов при отключении тока через катушку индуктивности? Все учебники при рассмотрении этой ситуации предполагают, что ток обрывается мгновенно и ЭДС улетает в бесконечность. А на самом деле отключение происходит с дугой в аппарате, которая еще и растягивается по ходу отключения, потом дробится... И ток в цепи от этой дуги меняется.. И ЭДС самоиндукции тоже должна...
Вопрос к чему - можно ли в принципе предсказать как отключение двигателя от ПЧ контактором повлияет на выходные IGBT частотника...