變頻電機過載的基本特征是實際溫升超過額定溫升。因此,對變頻電機進行過載保護的目的也是為了確保變頻電機能夠正常運行,不因過熱而燒毀。
電動機在運行時,其損耗功率(主要是銅耗)必然要轉(zhuǎn)換成熱能,使電動機的溫度升高。電動機的發(fā)熱過程屬于熱平衡的過渡過程,其基本規(guī)律類似于常見的指數(shù)曲線上升(或下降)規(guī)律。其物理意義在于:由于電動機在溫度升高的同時,必然要向周圍散熱,溫升越大,散熱也越快,故溫升不能按線性規(guī)律上升,而是越升越慢;當電動機產(chǎn)生的熱量與發(fā)散的熱量平衡時,此時的溫升為額定溫升。
電動機過載是指電動機軸上的機械負載過重,使電動機的運行電流超過了額定值,并導致其溫升也超過了額定值。電動機一般過載的主要特點是:
電流上升的幅度不大。因為在電動機選型設計時一般都充分考慮了負載的最大使用電流并按電動機最大溫升情況進行設計的,對于某些變動負載和斷續(xù)負載,短時間的過載是允許的。因此,正常情況下的過載電流幅值不會很大。
一般情況下,電流的變化率di/dt較小,上升較緩慢。
(2)熱過載曲線
電動機的過載保護具有反時限特性,即電動機的運行電流越大,保護動作的時間越短。
當負載電動機的容量低于變頻器額定容量時,亦可用此功能進行熱過載保護。由于變頻器選配電動機功率大小的差異,因此為了對所配電動機進行有效的過載保護,有必要對變頻器的允許輸出電流的最大值進行調(diào)整,在上圖中,我們可以看到電動機過載保護系數(shù)設為80%時的曲線。
電動機過載保護系數(shù)可由下面的公式確定:
電動機過載保護系數(shù)值=允許最大負載電流 ÷ 變頻器的額定輸出電流 × 100%在一般情況下,定義允許最大負載電流為負載電動機的額定電流。
這里值得注意的是:在一臺變頻器拖動多臺電動機時,此功能不一定有效。
(3)熱過載報警參數(shù)
對電動機熱過載的監(jiān)視并報警、故障是變頻器適應負載的重要方式之一,它能在電動機溫升超過設定值時馬上切斷輸出頻率,很大程度上預防了電動機的燒毀現(xiàn)象。
過載預報警檢出水平定義了過載預報警動作的電動機電流閾值,其設定范圍是相對于額定電流的百分比;過載預報警檢出時間定義了過載預報警檢出必須經(jīng)過過載預報警狀態(tài)下有效的時間;過載預報警狀態(tài)有效即變頻器工作電流超過過載檢出水平,并且保持的時間超過過載檢出時間。
在一般情況下,過載預報警檢出水平的設置應小于過載保護水平,在過載預報警檢出時間內(nèi),工作電流小于過載預報警檢出水平后,機內(nèi)的過載預報警檢出時間重新計時。
對于過載預報警檢測功能,可以通過相關(guān)的參數(shù)選擇:
過載預報警檢測區(qū)域是一直有效還是僅在恒速運行時檢測,由于變頻器在拖動某些負載時加減速時電流會比較大,可以通過本參數(shù)來篩選檢測區(qū)域;
過載預報警動作是報警停機還是不報警且繼續(xù)運行,這取決于負載的情況,但最終真正過載時,變頻器就會報故障。
(4)變頻電動機和普通電動機的過載
普通電動機在低速運行時,其風葉的速度也變慢,因此散熱效果變差,溫度升高會使電動機的壽命降低。在此時,如果能夠?qū)﹄妱訖C過載設定值進行重新調(diào)整能很好地保護電動機,所以在變頻器的過載方式中都會提供選擇低速補償?shù)姆绞剑詈唵蔚霓k法就是選擇電動機的種類,即普通電動機還是變頻電動機。
選擇普通電動機方式的,變頻器就會自動進行低速補償,即把運行頻率低于30hz的電動機過載保護閾值下調(diào)。這個30hz就是電動機過載功能的轉(zhuǎn)折頻率。在一般情況下,轉(zhuǎn)折頻率可按基本頻率的60%~70%來設置,同時應該考慮到負載的類型(恒轉(zhuǎn)矩負載和變轉(zhuǎn)矩負載)來設置轉(zhuǎn)折頻率時的過載系數(shù)、零頻時的過載系數(shù)。
選擇變頻電動機,則由于變頻專用電動機采用強制風冷形式,因此電動機的散熱不受轉(zhuǎn)速影響,不需要進行低速過載時的保護值調(diào)整。










