施涼奎工況，“變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的參數(shù)變化和設(shè)計(jì)”（以下簡(jiǎn)稱變頻設(shè)計(jì)）一文，來求取何種設(shè)計(jì)方案可得重量輕、材料省、性能好的專用電機(jī)。

　　敘詞調(diào)速電動(dòng)機(jī)變頻洗滌機(jī)設(shè)計(jì)工業(yè)洗滌機(jī)原先都用2臺(tái)單繞組雙速異步電動(dòng)機(jī)來完成洗滌、均布、中脫和高脫4個(gè)工序。不僅電機(jī)多，傳動(dòng)裝置和強(qiáng)電控制也比較復(fù)雜。隨著變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的曰益推廣，已有用一臺(tái)備有變頻電源裝置的變頻電動(dòng)機(jī)，以不同頻率下的轉(zhuǎn)速來完成全過程的趨勢(shì)，使附屬設(shè)備相應(yīng)減少；若從先進(jìn)角度來看，即使稍微增加些產(chǎn)品成本還是值得的。

　　考慮到洗滌過程中4個(gè)工序?yàn)楣ぷ鳁l件和時(shí)間相差較大，巨洗滌時(shí)所需轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于高脫工序，而洗滌轉(zhuǎn)速卻遠(yuǎn)低于高脫轉(zhuǎn)速，尤其是希望洗滌物在脫水后的含水量進(jìn)一步減少到比較低程度時(shí)更為突出。二者間究竟具有何種聯(lián)系，還得從采用2臺(tái)雙速電機(jī)的老式洗滌機(jī)著手分析。

　　1老式洗滌機(jī)的工況特征和電機(jī)采用2臺(tái)單繞組雙速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的老式洗滌機(jī)常需備有表1所示電機(jī)規(guī)格和工作要求。

　　4個(gè)工況中，以洗滌和高脫的工作要求比較苛刻，如需附加烘干過程，則類似洗滌的工況尚須增加，連續(xù)倒順轉(zhuǎn)約30分鐘，每方向約10秒的環(huán)在洗滌時(shí)，電機(jī)常處在正反轉(zhuǎn)直接起動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的發(fā)熱程度要比連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)嚴(yán)重得多。為了不讓電機(jī)溫升過高，電機(jī)功率（或轉(zhuǎn)矩）估計(jì)已提高一倍左右。而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)速較低約需1.21.5倍額定值就已足夠；起動(dòng)電流卻需壓低到33.5倍以下。

　　在高脫時(shí)，洗滌機(jī)常處在全重狀態(tài)由靜止直接起動(dòng)，因而需要2.22.5倍額定值的較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。以后隨著放水閥打開，洗滌水和電機(jī)的輸出都逐漸減小，待進(jìn)入接近甩去洗滌物中的大量水份后，便轉(zhuǎn)入近似恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)。如欲洗滌物中的含水量甩得更干，就得相應(yīng)提高脫水轉(zhuǎn)速和電機(jī)功率。若要減少高脫的起動(dòng)時(shí)間，必須增加電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

　　洗滌機(jī)上所用單繞組雙速電機(jī)一般都作二/YY（12/6，8/4極）接線；其中均布和洗滌用的實(shí)際功率比和轉(zhuǎn)速比都為2左右，可以看成恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行范圍。而中脫轉(zhuǎn)速都為高脫的一半，其功率比卻為0.6660.825，介于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率運(yùn)行之間；如欲使中脫留有適當(dāng)功率（轉(zhuǎn)矩）裕度。而高脫仍能維持原有水平，則中脫和高脫可看作恒表1老式洗滌機(jī)的工況和所用電機(jī)轉(zhuǎn)速工作：A丨牛和時(shí)問電機(jī)減速比各種洗滌機(jī)研配電機(jī)規(guī)格備注極數(shù)同步轉(zhuǎn)速連續(xù)雙向運(yùn)矜約2030nn各個(gè)方向迮"運(yùn)圬約lsee均布和洗滌的實(shí)際功率和轉(zhuǎn)速比都為2左右均布雙向運(yùn)朽漢丨6極中脫8極高脫和中脫功率比約大2215轉(zhuǎn)速比為2高脫4極注：1按25100kg洗機(jī)系列的功率關(guān)系來看。70kgi先滌機(jī)所用洗滌/均布雙速電機(jī)功率丨為22/3kWI2/6已經(jīng)足夠功率運(yùn)行方式。這樣。老式洗滌上的2臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)就完全可用一臺(tái)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)來替代，問題是如何選擇恒轉(zhuǎn)矩和恒功率的轉(zhuǎn)折頻率（基準(zhǔn)頻率或基頻），方能使電機(jī)用料省、成本低、性能更先進(jìn)。

　　2洗滌機(jī)用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的選型為使設(shè)計(jì)洗滌機(jī)用變頻電動(dòng)機(jī)時(shí)有根據(jù)可循，本文就從老式洗滌機(jī)著手，由原用電機(jī)功率、極數(shù)和減速比以及擬用的變頻電機(jī)減速比來選擇變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的功率、極數(shù)和基準(zhǔn)頻率等。

　　表2是按照老式洗滌機(jī)上所有電機(jī)功率、極數(shù)和減速比所算出的電機(jī)轉(zhuǎn)矩和換算到洗滌筒上的轉(zhuǎn)矩?？紤]到變頻電機(jī)的起動(dòng)和洗滌轉(zhuǎn)速常處在510Hz頻率之間，僅允許有丨。5倍左右額定值的起動(dòng)電流，比老式12極洗滌電機(jī)的直接起動(dòng)電流小得多；因而在同一溫升水平上，可適當(dāng)減少洗滌用電機(jī)功率，按已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，變頻電機(jī)的洗滌轉(zhuǎn)矩可降到原值的5060%，尚能滿意起動(dòng)和運(yùn)行。

　　2.12種洗滌機(jī)結(jié)構(gòu)上所用洗滌和高脫轉(zhuǎn)矩?fù)Q算式時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率、極數(shù)和同步轉(zhuǎn)速；其中Ps=12，/7s=500r/min，kWs可表2所列。

　　kWT、PT、T分別為老式洗滌機(jī)在高脫所需電機(jī)功率、極數(shù)和同步轉(zhuǎn)速；其中Pt=4.可參照表2所示。

　　kWF、PF、F分別為變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的功率、極數(shù)和同步轉(zhuǎn)速，它們都是待定數(shù)值。

　　Rs、Rt、/f別為老式洗滌機(jī)上洗滌電機(jī)、高脫電機(jī)和變頻電機(jī)的減速比，于是：老式洗滌機(jī)上洗滌電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為洗滌筒上的洗轉(zhuǎn)矩為應(yīng)和用戶要求轉(zhuǎn)速相等（見表2）老式洗滌機(jī)上高脫電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為：洗滌筒上的高脫轉(zhuǎn)矩為500/Rtr/min應(yīng)該和用戶要求轉(zhuǎn)速相等（見表2）假設(shè)采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)后，洗滌筒上的洗表2采用2臺(tái)雙速電機(jī)的老式洗滌機(jī)和變頻電機(jī)的洗滌機(jī)上所需洗滌和篼脫轉(zhuǎn)矩值洗滌機(jī)的標(biāo)稱能力工況洗洚高脫洗滌高脫洗滌高脫洗滌高脫電機(jī)功率kW電機(jī)極數(shù)電機(jī)磚矩kgfm原用減速比尺洗滌筒上磚矩kgt'm原用S轉(zhuǎn)速比=采用變頻機(jī)后減速比RF變頻機(jī)轉(zhuǎn)矩1kgt'm注：X7kg洗滌機(jī)上所用洗滌功率，已按系列加以調(diào)整（原為3kW）電機(jī)轉(zhuǎn)矩均按變頻電機(jī)技術(shù)條件所規(guī)定的公式計(jì)算。即用電機(jī)同步轉(zhuǎn)速計(jì)算3'洗滌筒上的洗滌轉(zhuǎn)矩均按原用電機(jī)功率的60%計(jì)算（還比較保守，按設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)尚可減少到50%卜WS設(shè)變頻電機(jī)的減速比Rn=4.5.若采用其他減速比時(shí)，須根據(jù)計(jì)算式進(jìn)行調(diào)整5表中所列減速比和制造廠所用可能略有出人。得按照空戟轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速比滌轉(zhuǎn)矩扣除（40-50）%裕度，高脫轉(zhuǎn)矩不變。洗滌和高脫轉(zhuǎn)速保持相同，于是，變頻電機(jī)在洗滌時(shí)應(yīng)有轉(zhuǎn)矩：用0.6Tst時(shí)還是相當(dāng)保守。實(shí)用時(shí)可小于0.6.變頻機(jī)的洗滌轉(zhuǎn)速：變頻機(jī)在高脫時(shí)應(yīng)釘轉(zhuǎn)矩：變頻機(jī)的高脫轉(zhuǎn)速ttr/min也該滿足用戶要求。

　　當(dāng)1=4.5時(shí)，變頻機(jī)在洗滌的高脫時(shí)應(yīng)該產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩將如表2所列。

　　于是：變頻機(jī)在洗滌和高脫時(shí)的轉(zhuǎn)矩比：因?yàn)樗邢礈鞕C(jī)上都采用類似的三角皮帶輪減速裝置，從老式洗滌用電機(jī)轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到洗滌筒轉(zhuǎn)矩，再?gòu)南礈焱厕D(zhuǎn)矩?fù)Q算到變頻電機(jī)轉(zhuǎn)矩，都存在著減速裝置的傳動(dòng)效率，如取前后二者的數(shù)值相等，則在卻處在近似的恒功率狀態(tài)，所以任何一種洗滌機(jī)（包括干洗和濕洗1種），不論是采用1臺(tái)或2臺(tái)多速電動(dòng)機(jī)，都可用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)來取代。

　　文。也希望比較高脫水轉(zhuǎn)速和基頻轉(zhuǎn)速之比（或二荇的頻率比）不大于3 3.5（即頻下的比較大鈐矩希望不要超過3.54.2），且為保證足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的起動(dòng)電流，還希望起動(dòng)轉(zhuǎn)速能夠接近或等于比較低的洗滌轉(zhuǎn)速。但是洗滌轉(zhuǎn)速越接近起動(dòng)轉(zhuǎn)速，或者基準(zhǔn)頻率的同步轉(zhuǎn)速和洗滌鈐速之比越大。要產(chǎn)生一定轉(zhuǎn)矩而所需的補(bǔ)償電壓和空載激磁電流也越大。

　　甚至于會(huì)使電機(jī)無法作連續(xù)空轉(zhuǎn)；因此建議在洗滌電機(jī)上可適當(dāng)提高洗滌頻率，并減小基頻和洗滌率之比。但為了不使起動(dòng)電流過大，一般以采用洗滌頻率Fs為710Hz、基頻Fs和洗滌頻率八之比Rss為6.58.5，高脫頻率A和基頻之比大于2以能滿足中脫要求者為比較理想。

　　在25100kg洗滌機(jī)上所用的高脫和洗滌轉(zhuǎn)速比（相當(dāng)于頻率比或Rts和的乘積）按統(tǒng)計(jì)都在18.324.28間（見表2）；即使再要提高高脫轉(zhuǎn)速，它也不會(huì)超過28.針對(duì)這些轉(zhuǎn)速比，如取1=8，則高脫和基頻的轉(zhuǎn)速（或頻率）比：都在希望控制的范圍內(nèi)。2.3基頻轉(zhuǎn)速的確定可以用來確定基頻轉(zhuǎn)速的方法很多，但以能夠滿足2.2節(jié)要求和電機(jī)計(jì)算功率較小者為佳。2.3.1由基頻和洗滌轉(zhuǎn)速比Rgs來確定。

　　在選定Rp后，即可求得基頻轉(zhuǎn)速：其中RF裝在變頻電機(jī)上的減速比ST?洗滌筒上所要求的洗滌轉(zhuǎn)速r/minb應(yīng)隨高脫和洗滌轉(zhuǎn)速比的減小而略有下降。為使基頻下的電機(jī)計(jì)算功率Ph減小，宜選用稍低的Rss.特別是在極數(shù)較少的電機(jī)上。采用較低的Rg時(shí)要注意起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；相反就該注意起動(dòng)電流。

　　2.3.2由高脫和基頻轉(zhuǎn)速比RTs來確定的乘積便是變頻電機(jī)在基準(zhǔn)頻率下應(yīng)該保證的比較大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)T，ax；而巨T、越大，電機(jī)的設(shè)計(jì)越困難，成本也越高；偏低的Tmax就無法保證中脫能在恒功率范圍內(nèi)運(yùn)行；所以用此法確定基頻轉(zhuǎn)速時(shí)，只能選用比注：負(fù)載后所需電源頻率。在萵脫時(shí)約需增加35%；在洗滌時(shí)約需增加2040%.它視電機(jī)壓降而有較大幅度變化運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，基頻轉(zhuǎn)速是它們的轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及洗滌轉(zhuǎn)矩就是等于基頻轉(zhuǎn)矩的變頻電動(dòng)機(jī)原理來看，不難列出恒功率平衡式：當(dāng)變頻電動(dòng)機(jī)在洗滌和高脫時(shí)所需提供的轉(zhuǎn)矩TSFfflTTF及高脫時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速nTF（見表2和式4-b〉為已知時(shí)，就可算出恒功率和恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)折點(diǎn)的基頻轉(zhuǎn)速。

　　4變頻電機(jī)的極數(shù)、頻率范圍和計(jì)算功率的確定從變頻電源裝置的輸出頻率得知，基準(zhǔn)頻率一般都可在45Hz左右到提高額定頻率間任意設(shè)W，因此對(duì)于某一基頻轉(zhuǎn)速就可有幾組不同的電機(jī)極數(shù)和基頻選擇，列成如表3所示。

　　若取PF為變頻電機(jī)的極數(shù)，則基頻Pf當(dāng)上式所得的不是整數(shù)或5、10的倍數(shù)。

　　可選用近似的整數(shù)或能被5、10除盡的數(shù)值作S頻，并算出相應(yīng)的基頻轉(zhuǎn)速'F= F's選用得越低，基頻下的電機(jī)計(jì)算功率h也越小。

　　空載時(shí)的洗滌頻率八和高脫頻率廠：若變頻電源裝置已經(jīng)選定，A應(yīng)比裝置的域高頻率約低5丨0Hz.待續(xù)高速電機(jī)有售于是空載時(shí)的基頻和洗滌頻率比RFI、高脫頻率和基頻之比：5：6.59；/fF：>2；八之710Hz和P并不太大的作為電機(jī)的初步設(shè)計(jì)方案。

　　實(shí)際上，變頻電動(dòng)機(jī)住負(fù)載時(shí)的Fs和Ft都要比上式計(jì)算值略高，因而辦，略有減小，略有增大。

　　基頻時(shí)的電機(jī)計(jì)算功率為：應(yīng)該注意：以上分析計(jì)算是在標(biāo)準(zhǔn)系列丨：。提出；當(dāng)用戶需要進(jìn)一步提高高脫轉(zhuǎn)速到時(shí)，因洗滌物內(nèi)的含水量在原來高脫轉(zhuǎn)速后已經(jīng)很少，增速后只能有微量變化，所以變頻電機(jī)又復(fù)轉(zhuǎn)入近似的恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，其計(jì)算功率可先按表3計(jì)算，再用比例作進(jìn)一步提高。

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