Двигатель для питания от преобразователя Опции

[psea]

Доброго времени суток!

Нужен совет или ссылка на информацию. Гугл найти не помог... наверное плохо искал :-)
А проблема вот в чем. Как влияет на двигатель питание от преобразователя, какие возникают проблемы? Как правильно выбрать AC двигатель для питания от частотного преобразователя. Буду очень признателен за информацию по этому вопросу (статьи, публикации). Или хотя бы направление где её можно найти.

Заранее спасибо!

[INT1]

Частотник хорош вблизи номинальной рабочей частоты двигателя. Чем дальше от нее, -тем хуже х-стики привода, о чем (особенно продавцы) скромно умалчивают. Нашел на винту пару доков:
http://rapidshare.com/files/130424909/chastotniky.rar.html
этот на просторах сети так и нумеруется:
http://rapidshare.com/files/130427591/10523057.rar.html
ЗЫ, вопрос темы конечно, надо бы вывернуть задом наперед.

[psea]

Спасибо за информацию. Но меня больше интересует влияние на работу двигателя отклонение напряжения от синусоидальной формы. т.е. влияние гармоник отличных от основной, что обязательно имеет место при питании от частотника

[INT1]

Отдельной статьи с количественными оценками влияния гармоник не попадалось. Но по моему понятию, это: а) дополнительный нагрев двигателя, б) увеличение механического износа двигателя за счет дополнительной вибрации (дигатели "поют" под частотниками). Как меры снижения этого влияния производители предлагают (см.РЭ):а) устанавливать между инвертором и двигателем моторные дроссели(для снижения выбросов напряжения) и LCR фильтры,-для выравивания синусоидальной формы - это повышает себестоимость привода; б) увеличивать частоту PWM(ШИМ), при этом снижается макс. мощность инвертора за счет более тяжелого теплового режима ключей, а также ужесточаются требования к длине соединительных проводов.
PS специальных требований к самим АД в этой связи, в РЭ от произвдителй инверторов не встречалось.
Что касается выбора двигателя в общем сл., то обычно рассчитывается сам привод, затем выбирается двигатель (раб. напр,.оборты, момент и т.п.) а затем выбираетсяпреобразователь. Практически все частотники предполагают программню установку параметров двигателя- число пар полюсов, напряжение, номинальная раб.частота и т.п.

[psea]

со всеми пунктами согласен, они абсолютно логичны и поддаются объяснению. немного расскажу зачем мне это надо. у нас сгорело (замыкание обмотки на корпус) 2 мотора. причина не ясна, пытаюсь выяснить. Причем движки проработали не более года. Есть предположение что на обмотки влияют высокие гармоники частотника, а именно быстрей стареет изоляция, механическая вибрация обмоток и следовательно опять же разрушение изоляции, возможно даже обмотки входят в резонанс. Но это все догадки. И еще одно, самое важное. Из маркировки на моторе (мотор фирмы ABB) не следует что он предназначен для использования с инвертором. ABB предлагает такой же двигатель но с дополнительным индексом в маркировке (405 - Special winding insulation for frequency converter supply)
у нас используются моторы без этого индекса. Соответственно похоже на то что поставщик не правильно выбрал мотор. и теперь мы имеем проблемы. Сами поменять мы двигатель не можем, на до согласовывать это с поставщиком, с моим руководством и с самим чертом. Вообщем что бы мне доказать что двигатель выбран неправильно, мне нужно привести аргументы. Теоретическая база (статьи, публикации), возможно ссылки на стандарты (допустимые уровни гармоник, другие параметры).

Как думаете мои предположения на счет изоляции верны, или я ошибаюсь?

в догонку: что такое (см.РЭ)?

ответ на PS: в документации к нашему частотнику сказано "двигатель должен быть предназначен для работы от частотного преобразователя"

[alexander55]

ответ на PS: в документации к нашему частотнику сказано "двигатель должен быть предназначен для работы от частотного преобразователя"

Правильно.
Для АД с преобразователями желательно повышенная индуктивность, чтобы ток был более гладкий.
Это устраняет механические толчки (вибрацию).
Для больших АД это условие выполняется без проблем, а для мелких не очень.
Вибрации - источник всего чего угодно, снижения сопротивления изоляции в том числе.

[evgeny_ch]

...
Как думаете мои предположения на счет изоляции верны, или я ошибаюсь?

...

Наиболее вероятной причиной отказа двигателя м. б. превышение его номинальной мощности.
Перегрев, в совокупности с др. факторами ведет к ускоренной деградации изоляции проводников обмотки. Затем следует электрический пробой. ПМСМ.

[psea]

Наиболее вероятной причиной отказа двигателя м. б. превышение его номинальной мощности.
Перегрев, в совокупности с др. факторами ведет к ускоренной деградации изоляции проводников обмотки. Затем следует электрический пробой. ПМСМ.

Двигатель не перегружен, ток ниже номинального. сам двигатель холодный.

[alexander55]

ПМСМ.

Что такое ПМСМ ?

[repairDV]

Спасибо за информацию. Но меня больше интересует влияние на работу двигателя отклонение напряжения от синусоидальной формы. т.е. влияние гармоник отличных от основной, что обязательно имеет место при питании от частотника

Вопрос довольно интересный. Здесь получается такая картина, выведенная, кстати, опытным путём. Т.е., это то, что лично я наблюдал по осциллографу. Всё зависит от того, соответствует ли уровень напряжения, поданный на электродвигатель(или скважности ШИМ) той нагрузке, которую несёт электродвигатель. Т.е., если уровень напряжения чуть-чуть превышает противоэдс ротора т.о., чтобы только поддерживать частоту вращения в норме, то мы видим на экране осциллографа, подключённого к выводам электродвигателя - чистую синусоиду, вне зависимости от того, какой формы абракадабру вы подаёте на электродвгатель. Т.е., здесь получается такое явление, что противоэдс воздействует на ток статора и как бы "сглаживает" его. Если при небольшой нагрузке влупануть ему напряжения или расширить ШИМ до таких пределов, что ток статора заглушит противоэдс, то - визуально мы увидим на экране осциллографа вместо синусоиды - прямоугольник. Это если говорить о чисто визуальном эффекте. А по делу - у ваших приводов нет функции отслеживания величины нагрузки и, соответственно, регулирования в зависимости от неё тока в "разумных" пределах. Кстати, я не имел дело с приводами знаменитых фирм. Там у них есть вообще такая функция, или при запуске настройщик ещё сам подбирает ток?

Сообщение отредактировал repairDV - Jul 18 2008, 10:33

[alexander55]

Что такое ПМСМ ?

Наверное,
Permanent Magnet Synchronous Motor или что-то другое ?
PS. 2 раза в одну лужу или 2 раза одними и теми же граблями.
Пишите вентильный двигатель, так привычнее.

[evgeny_ch]

Двигатель не перегружен, ток ниже номинального. сам двигатель холодный.

Чтобы узнать температуру обмоток нужно измерить их сопротивление в холодном состоянии и после прогрева в течении хотя бы получаса. Холодный это непонятно.
По Моему Скромному Мнению.

[psea]

С которыми я имел дело, то у всех есть ограничение по току. Это имеется ввиду?

[INT1]

Как думаете мои предположения на счет изоляции верны, или я ошибаюсь?

в догонку: что такое (см.РЭ)?

ответ на PS: в документации к нашему частотнику сказано "двигатель должен быть предназначен для работы от частотного преобразователя"

Очень похоже с одной стороны, с другой, вроде все же АВВ. К примеру, у нас на производстве более сотни преобразователей и двигателей на разные мощности( причем,двигателей каких попало, в т.ч. и после перемотки) но массовой статистики по пробоям не наблюдается, поэтому,на класс исполнения двигателя и особо внимания не обращается. В вашем сл. видится два варианта: а) искать нормативы и стандарты в Европейских доках; б) если оборудование должно работать, попробовать поставить дроссели и фильтры, и попытаться обойти резонансные чатоты, если это возможно.
РЭ - руководство по эксплуатации( стандартная аббревиатура, по- старинке :-) )
ЗЫ, вот еще некоторые аспекты:
http://www.elec.ru/articles/motor-damage/

[evgeny_ch]

С которыми я имел дело, то у всех есть ограничение по току. Это имеется ввиду?

Есть такое понятие, как допустимая пиковая мощность в промежутке времени. За то время, когда она выделяется, корпус двигателя нагреться не успевает. С этой целью, как правило вблизи лобовых частей обмоток (греются силнее), размещают датчики температуры.
Около 80% отказов АД происходит из-за аварии сети.
На механическую долговечность сильное влияние оказывает несимметрия питающего напряжения, это вызывает повышенную вибрацию ротора.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Jul 18 2008, 14:12

[_Pasha]

у нас сгорело (замыкание обмотки на корпус) 2 мотора. причина не ясна, пытаюсь выяснить.
Как думаете мои предположения на счет изоляции верны, или я ошибаюсь?

1. Допустимое напряжение изоляции - главный критерий при оценке возможности подключения АД к частотнику.
2. Какая длина кабеля от ПЧ к двигателю? Какой кабель? Я намекаю на то, что, возможно, у Вас натворила делов отраженка->систематическое превышение допустимого напряжения изоляции. Методы борьбы - Line termination networks (гуглим по фразе)

Очень пафосная фраза

Riding the Reflected Wave

Так шо
Let's ride this wave and fly out to heaven.

P.S. Надеюсь, что с охлаждением двигателей на низких оборотах у Вас все в порядке.
И еще. Некоторые индивиды кладут на тщательную настройку при векторном управлении и, как следствие, убивают двигатели за 3..6 месяцев.

[psea]

to INT1, Pasha: спасибо за доки, они во многом прояснили ситуацию. Также плагодаря этой информации наткнулся на стандарт МЭК за номером 60034 - Rotating electrical machines. Отдельные части этого стандарта также думаю прояснят ситуация, например:
IEC TS 60034-17
Cage induction motors when fed
from converters - Application guide
IEC TS 60034-18-41
Qualification and type tests for Type I electrical
insulation systems used in rotating electrical
machines fed from voltage converters
IEC TS 60034-25
Guidance for the design and performance of a.c.
motors specifically designed for converter supply
еще благодаря вашей информации узнал что есть стандарты NEMA в которых оговариваются допустимые уровни гармоник и другие параметры
Спасибо, коллеги, за помощь! :-)


Да кстати, кто-нибудь знает где можно достать стандарт NEMA MG1?

[alexander55]

По Моему Скромному Мнению.

Классно меня разыграли.

[evgeny_ch]

Классно меня разыграли.

Раньше были в моде технические канцеляризмы.
Долго бъяснял одному отроку, что надписть СССР на крыльях самолетов это аббревиатура, а не обозначение типа.

[alexander55]

Раньше были в моде технические канцеляризмы.
Долго бъяснял одному отроку, что надписть СССР на крыльях самолетов это аббревиатура, а не обозначение типа.

Другой пример.
ООП - организация освобождения Палестины.
ООП - объектно ориентированное программирование.

AVR - микроконтролленое семейство.
АВР - автоматическое включение резерва (это область электроснабжения).

[INT1]

Hitachi для своих инверторов используют аббревиатуру
AVR (Automatic Voltage Regulation)

[sahka]

еще пара ключевых слов - du/dt фильтр, а для асинхронников мощностью 75 кВА нормируют этого самого du/dt в пределах 500В/мкс, иначе будет преждевременно разрушена изоляция.

[_Pasha]

иначе будет преждевременно разрушена изоляция.

Пожалуйста, приведите источник этой распрекрасной мысли

[sahka]

ээ требуется поискать, если не забуду - завтра выложу. А было это в какой-то из статей по проблемам частотного привода. Еще я эту цифру наблюдал в ТЗ на АИН для асинхронного двигателя 60кВА 380/50, текст ТЗ тут приводить не могу. Этот параметр приводился в паре с максимальной длиной проводов, я так понимаю, что исходя из du/dt можно подсчитать выброс напряжения на обмотке статора при известной длине проводов.

сам же я с du/dt пока что не боролся, поскольку у нас sin-фильтры на выходе, а времени как всегда не хватает

во еще у epcos'а видал
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sec...,locale=en.html

Сообщение отредактировал sahka - Jul 24 2008, 19:37

[sahka]

в эклектронном виде нету, статья называется Предотвращение аварий двигателя при его удаленном подключении к преобразователю частоты на IGBT. Авторы John Hibbard, Nicholas Hayes, ред. ООО "РЭГС&ИС"

[_Pasha]

исходя из du/dt можно подсчитать выброс напряжения на обмотке статора при известной длине проводов.

Предотвращение аварий двигателя при его удаленном подключении к преобразователю частоты на IGBT

Нет, ну тогда все понятно. В контексте работы на длинную линию. А иначе - Сенсация

[sahka]

извеняюсь, действительно надо было уточнить в первом посте

[syoma]

И все-таки надо бы чтобы автор сказал все характеристики счоего частотного привода - какая мощность, тип моторов, каким кабелем подключены и какое расстояние от ЧП до двигателя.
У нас прекрасно с частотниками уживались и новые и движки после перемотки, правда только отечественные и от 3х до 15кВт мощности.
ИМХО(ПМСМ) тут дело в несоблюдении технологии подключения, так как нигде в инструкциях я не читал, что такой-то частотник работает только с таким-то типом двигателя. И двигатели для частотников обычно просто имеют другие характеристики обмоток, но не изоляцию.
Хотя и ABB могла подсунуть каку, сделав настолько плохую изоляцию своих дешевых двигателей, что они не могут работать с частотниками. Так что вопрос - там четко в документации на движек написано, что нельзя использовать с частотниками или нет?

[Batman]

К сожалению двигатели ABB не являются дешевыми. Сделаны прекрасно. А по поводу частотника и двигателя у ABB есть материалы, где ясно написано, что для работы с частотником двигатели делают особыми. В первую очередь - это конечно изоляция. Фронт напряжения от частотника вызывает кратковременные перенапряжения в изоляции, плюс высокочастотные гармоники, плюс мех вибрации. Не забывайте про длинну кабеля и токи в подшипниках. И покупая двигатели всегда указывайте, будет ли он работать с ПЧ.

[_Pasha]

В первую очередь - это конечно изоляция. Фронт напряжения от частотника вызывает кратковременные перенапряжения в изоляции, плюс высокочастотные гармоники, плюс мех вибрации. Не забывайте про длинну кабеля и токи в подшипниках. И покупая двигатели всегда указывайте, будет ли он работать с ПЧ.

Thanks, рассмешили

[Batman]

Паша, я не пониманимаю скепсис Если у Вас есть факты и аргументы, просьба обосновать. Это ж конференция, а не "Окна" с Нагиевым. Я общался с финнами с завода ABB Oy, есть официальные документы и прочая дребедень... А в опроснике на двигатели всегда есть пункт "БУДЕТ ЛИ ДВИГАТЕЛЬ РАБОТАТЬ С ПЧ". Кстати, что-то автора не слышно... Ау!

[syoma]

А по поводу частотника и двигателя у ABB есть материалы, где ясно написано, что для работы с частотником двигатели делают особыми. В первую очередь - это конечно изоляция.

Ну на счет изоляции я не уверен. По общению с отечественными производителями ЭД и принципам частотного управления я выяснил, что для частотника чем меньше скольжение двигателя - тем лучше контроль. То есть для него нужна т.н "жесткая характеристика" - когда Mкр больше чем 200% и при минимальном скольжении. И момент должен возрастать с увеличением скольжения всегда а не так как у обычных двигателей. Это позволяет контролировать двигатель при больших токах и перегрузках и без проблемного "опрокидывания".
Такие двигатели нельзя включить в сеть напрямую по простой причине - при старте пусковой ток и момент на валу будет просто огромный, что приведет просто к обрыву вала, если будет хоть какая нибудь инерция нагрузки.
Еще что я знаю об оптимизации спец. двигателей для ЧП - это оптимизация железа, чтобы двигатель не "гудел" при перегрузках (по иностранным понятиям Wow-звук - при разгоне от частотника двигатель издает такое металлически-роботизированное "Wow") - это обычная проблема для стандартных двигателей при работе на низких частотах модуляции 4-8кГц.
Но вот на счет улучшенной изоляции я ничего не слышал.

[Batman]

По поводу изоляции, для частотника просто немного повышается ее класс. Оптимизация железа - да действительно. По поводу пускового тока опять же - да. Для Process Perfomance ABB motors (это специальные для VSD) кратность пускового тока некоторых близка к 10, а средняя около 7. Пусковой момент 1,2 от номинала для очень мощных, для отдельных - до 3-х. А Мкр - до 3,2. Вот такие вот циферки А жесткость мех характеристики тоже убийственна, но не знаю точно для ПЧ или все-же для очень высокого КПД (в Европе сейчас режут за транжирство энергии)

[syoma]

По поводу изоляции, для частотника просто немного повышается ее класс.

Ну тогда вы должны понимать, что класс изоляции - это одно а напряжение изоляции - это другое.
То что класс поднимают - это понятно. При Частотном управлении двигатель может долгое время работать на скоростях меньше номинальной. При этом производительности крыльчатки охлаждения на его валу недостаточно и двигатель перегревается.
Что же касается напряжения изоляции, то это описано в стандартах NEMA. Там же сказано, что изоляция низковольтных двигатели должна выдерживать импульсы напряжения длительностью от 1мкс и напряжением в 3.5р больше номинального но не меньше 1000В. Точно про методику не могу сказать, но это как раз проверяется для совместимости с частотниками.
В частотнике то импульсы на более 1000В будут?

[Batman]

Вот, что есть


General Purpose Motors Used With PWM Drives


Part 30 of NEMA MG 1 states that motors rated for operation at 600V or less should not be subjected to voltage peaks that are higher than 1000V with a rise time that is less than 2μ.
Unless suitable protection circuitry is provided, motors connected to 480V or 600V IGBT-type drives by more than 25 feet of cable will likely be subjected to peak voltages higher than 1000V at rise times less than 2μ.
It should not be assumed that operation within the limits of NEMA MG 1 Part 30 is sufficient to assure problem-free operation in every case. While most good quality motors will provide reliable service if operated within these limits, it is best to check with the motor manufacturer.

Автор просо неправильно выбрал мотор. В лучшем случае они протягивают года 2.

Part 31of NEMA MG 1 states that motors rated for operation at 600V or less
should be capable of withstanding voltage peaks up to 1600V with a rise time
that is not less than 0.1μ. Motors meeting this specification are suitable for use
with 480V, IGBT-type drives in typical installations. In 600V installations and
in some 480V installations, measures may need to be taken to limit the peak voltage
and dv/dt to the specified levels.

С изоляцией я попутал класс и напряжение. Класс изоляции как правило не трогают, поскольку на низких оборотах применяют принудительный обдув - в попу двигателя вкручивается еще один вентилятор с питанием от сети.

Сообщение отредактировал Batman - Aug 20 2008, 09:32

[sahka]

Batman, а дате ссылочку на нему, или сам документик выложите пожалуйста

[Максим Зиновьев]

Вот еще почитать

 3ph_privod_osnovy_KEB.rar ( 622.76 килобайт ) Кол-во скачиваний: 214

[sahka]

хорошее руководство, коротенько, но обо всем. И все-таки может быть текст NЕМА есть?

[Максим Зиновьев]

ttp://www.google.ru/search?complete=1&hl=ru&newwindow=1&q=Part+30+of+NEMA+MG+1+states+that+motors+rated+for+operation+at+600V+or+les
s+should+not+be+subjected+to+voltage+peaks+that+are+higher+than+1000V+with+a+ris
e
+time+that+is+less+than+2%CE%BC.&btnG=%D0%9F%D0%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA&lr=&aq=f]




Блин, не получается

Короче, вот ссылка на пдф, найденный по куску текста http://library.abb.com/global/scot/scot239.../voltstress.pdf

http://www.nema.org/stds/mg1.cfm

Предлагают купить, но нахаляву можно ознакомиться с содержанием

[sahka]

во АББшники хорошо пишут, только на сайте и них тяжко что-либо искать =)