Насколько можно разогнать промышленный 50 Гц AC мотор(10-20-50 кВт) при повышении частоты? Напр., какую мощу можно снять при разгоне до 100 Гц, 120, 150? Предположим, она ограничивается только нагревом мотора, а напряжение можно получить достаточное. Предполагается получить мощность до 50 кВт.
Кто догадывается, знает и тем более пробовал?

Точило разгонял до 100гц. Было страшно. И соседи стали колотить по батареям и в потолок.

У моего друга в коттедже насос с 3-фазным мотором и программируемый инвертор. Говорит, с японскими моторами при повышении частоты до 80 Гц мощность возрастала раза в полтора, с европейскими особого эффекта не было (ну, или греться начинали, я в подробности не вдавался)

Драсте. Теоретически, если частота повышается в 2 раза, то можно задрать напругу тоже в 2 раза, при том же токе. Правда скольжение должно увеличится, потери в меде и железе итд. Но зато и обдув тоже должен возрасти.

А вообще главное в таких забавах, чтобы якорь не выскочил и не разнес кувыркаясь все что можно.

Форсировка тяжелых моторов- процесс муторный. Если производитель не дал характеристику на высокие частоты, то тогда только нагрузочный стенд. Термопары на статор и подшипники, оптический пирометр на ротор. Аудиокарту и анализатор спектра шумов и вибраций. И медленно, мелким шагами, от номинала вверх идем, контролируя все параметры. На каждой точке стоять 10 тепловых постоянных времени самого массивного узла. Основная проблема-по теплу. Но иногда летять подшипники или пакет ротора начинает отрываться от вала. Про ресурс форсированного мотора можно сказать только по его окончанию- лет через 10, да и то, если форсировалось несколько штук.

Ко всему сказанному могу еще добавить.
Ознакомьтесь ради интереса со стоимостью ПЧ (инвертора) на 50 кВт... Если таковые вообще существуют.
На таких мощностях и скоростях по моему уже фигурируют высоковольтные двигатели и запираемые тиристоры GTO в
качестве ключей.

Спасибо за информацию! По идее, при том же моменте скольжение то же, и ток статора, в первом приближении. То есть нагрев ротора где-то тот же. Только подогрев статорного железа должен здорово усиливаться. Чего я не учел?

Будете включать треугольником на базовую частоту 87 Гц? - тогда актуальны только механические вопросы - виброскорость подшипникового узла и его температура. И не забывайте, что есть моменты, когда альтернативы высокооборотным двигателям нету. Хоть они и стоят немало...

У-у-у.. Интересная мысль. Может случиться и так. Покуда это только размышления. Я тут вообще рассматриваю возможность перемотки статора.

Насыщение магнитопровода и
отсутствие прироста тягового усилия.

Скольжение, ХЕЗ. Может быть и такое же будет. Скин-эффект вы не учли. Хотя на этих частотах.... ХЕЗ.

ИМХО проще попробовать, предварительно залёши в окоп.


Перемотать, будет не плохо. Хотя, там кажись используется самоспекающийся провод, так что это будет не перемотка, а намотка новым проводом. Еще и большей толщины.

Механические резонансы проверьте. Хотя ниже 50 Гц обычно небывает, а вот выше 50 может что-то и найтись. Какая-нибудь ерунда типа дрожания петель обмоток со стороны щитов.
Ну и изоляция электрическая. Как допустимые напряжения уменьшаются с ростом частоты- вопрос на самом деле темный очень. И одним только тестом на постоянке на киловольты не отделатся. Особенно если движок на улице стоит и может теоретически "воды напиться", те влажность пазовой изоляции может быть повышенная.

Бывают движки, особенно изготовленные до появления частотников - изготовленные по технологии "на 50 Гц работают - и за**ись". Там резонансов и ниже 50 Гц хватает.


... и кроме влажности еще "отраженка" - но это в зависимости от длины кабеля.

Если движок 50 герцовый, то управление частотником идет до номинальной частоты по закону u/f=const. Т.е. линейная характеристика с постоянным моментром. После достижения номинальной частоты 50 Гц идет управление с постоянной мощностью. Т.е. напряжение номинальное, а частота увеличивается. При этом момент линейно падает с увеличением частоты. В этом случае не происходит насыщение магнитопровода. Сам неоднократно использую серийный двигатель на частоте до 120 Гц. Нагрев номинальный. Приходится даже снимать вентилятор на валу, поскольку он создает на этих частотах слишком большую аэродинамическую нагрузку и сильный шум. Достаточно ребер на роторе. Можно поставить внешний обдув. По механике. Не каждый двигатель может выдержать такие обороты. Обычно на заводе проверка идет на полуторократной номинальной частоте. Поэтому очень осторожно. Ротор может не выдержать такие издевательства. Да и подшипники желательно поменять на более скоростные. Если перемотать статор, то думаю особого эффекта это не даст. Габаритная мощность останется та же. Если перемотать его на номинальную частоту 100 Гц, возможно улучшение разгонных характеристик при правильной настройке преобразователя. Но есть риск перегрева ротора на малых частотах вращения, всвязи с увеличением потерь.

Совершенно правильно, еще следует учитывать что выше 80Гц увеличиваются потери в двигателе. И, если двигатель в звезде на 380В и переключить на треугольник, то при соответствующей настройке ПЧ, можно получить работу с постоянным моментом до 85Гц.

За счет чего ?

Если мне не изменяет память, магнитные потери в стали статора пропорциональны квадрату частоты.
Однозначно можно сказать также, что механические потери увеличиваются вместе во скоростью вращения ротора.
Да и добавочные вырастут, но это, вероятно, мелочи.

p.s. Самое страшное, ИМХО, это вероятность разрушения ротора и подшипников. Насколько я помню, для каждого двигателя делается механический расчет прочности ротора. Коэффициенты запаса в наших методиках, конечно, достаточно большие, но страшновато как-то...

Есть несколько объектов, где 1500-двигатели разогнаны до 3000. Т.е. на 100Гц. Моща, разумеется, никакая, но т.к. двигатель с запасом, тянет. Конвейерная нагрузка. 4 года безупречной работы 24/7 и 2 года до разгона.
Все-таки наши двигатели надежные. Были.

Из опыта конструирования генераторов- магнитные потери действительно пропрорциональны квадрату частоты обратите внимание на толщину пластин набора статора. 0.5мм нормально работают герц до 400. 0.2мм- до 1.4 Кгц.
Можно сделать прогноз, что при миллиметровой толщине набора можно работать герц до 120-150.

задача следующая, насос по номин 160квт, 950об, 800м3,32м вод ст,(давление подачи на очистные 19-20м вод ст) по технологии днем бывает до 950 м3, а вечером и ночью 400мз, КНС города.
днем приходится подключать второй насос.
есть идея, с помощью частотника немного поднять частоту, до 52-53гц. тем самым обеспечить такую производительность одним насосом.
создал программку окупаемости согласно всех формул, но она для частот 0-50гц.
предпологаю установить частотник на 185 квт хитачи, по этим расчетом проходит, но может быть выше 50 гц другие расчеты?
да вот думаю, что увеличение на 52/50=1,04 частоты, а следовательно, и 1,04*980об/мин=1020 об /мин не сильно скажется на долговечности подшипников..
а вот как отреагирует двигатель на это повышение.. Р2=Р1*(n2/n1)^3, то есть Р2=160*1,04*1,04*1,04=180 квт (согласно формул), тогда и ток возрастет с 290А , до 325А.
прирост в производительности Q2=Q1*(n2/n1)^2 получим Q2=800*1,04*1,04=870м3, что вполне бы устроило..
вот и хочу знать, правильны ли мои расчеты, и нет ли тут каких подводных камней..

Не будет такого прироста. Момент нагрузки с ростом частоты вырастет на 4%, а на двигателе - упадет на те же 4%. Усилится скольжение и обороты двигателя вырастут отнюдь не на 4%. Нужно моделировать.