电机在额定转速以上运行

1.1                     弱磁运行

通常情况下，对于额定频率为50Hz的异步电机而言，在变频驱动时，可以按电机的转速分为恒转矩调速和恒功率调速两种模式：

§  恒转矩调速段，额定转速以下（50Hz以下）

§  恒功率调速段，电机弱磁运行，额定转速以上（50Hz以上）

在恒功率调速段，随着电机转速上升，输出转矩会下降，输出功率不变，以1LA7060-4AB10为例，电机的特性曲线如下：

              <图1-1> 1LA7060-4AB10特性曲线

1.2                     87Hz运行

一般情况下，功率在45kW以下的西门子异步电机可以适用87Hz应用。电机可以在不弱磁的情况下，在额定转速以上运行（变频器输出到87Hz）。以1LA7060-4AB10为例：

 <图1-2> 1LA7060-4AB10电机铭牌

电机参数如下：

§  230V 角形/ 50Hz，0.73A， 0.12kW， 1350rpm，功率因数0.75

§  400V 星形/ 50Hz，0.42A， 0.12kW， 1350rpm，功率因数0.75

以G120变频器为例，在STARTER软件中配置电机87Hz应用如下：

§  电机绕组必须使用角形接法

§ 输入角形接法的额定电机参数，并勾选87Hz运行：

    <图1-3> 电机参数配置界面

§  配置完成后，可在p0133参数中确认。

2                          87Hz运行探讨

那么，为什么电机可以不弱磁，87Hz运行，并且电机绕组需要使用角形接法呢？下文对此做一个简单的探讨：

2.1                     电机的定子电压

众所周知，交流电机运行时，电机中会形成旋转磁场，产生电磁力，驱动电机旋转。同时，旋转的磁场在定子绕组上产生感应电动势E。电动势E的大小与磁通量Φ和磁场的旋转速度n满足一下关系：

在忽略绕组压降的情况下，电机绕组上的相电压等于电机的反电势。

2.2                     电机在不同的绕组接法时，相电压与线电压对应关系

角形接法时，线电压与相电压相等，线电流是相电流的倍；星形接法时，线电压是相电压的

倍，线电流与相电流相等。

<图2-2> 电机的绕组接法

2.3                     87Hz应用，电机绕组角形接法

以1LA7060-4AB10为例，87Hz运行时：

§  如果电机仍然使用星型接法，电机不弱磁运行到87Hz时，要求变频器的输出电压为690V。对于实际应用来说，一般变频器供电电网电压已经固定，变频器无法输出690V电压；此外，1LA7060-4AB10电机也无法在690V电压下运行。

§  如果将电机绕组改为角形接法，电机不弱磁运行到87Hz，根据前述内容，此时要求变频器输出的电压为400V。变频器可在原供电电网下运行，只需满足角形接法时的额定电流要求即可。

2.4                     87Hz应用注意事项：

§  电机需要使用角形接法

§  变频器的功率需要比电机额定功率大：

87Hz运行时，电机的功率为额定功率的 倍，以1LA7060-4AB10电机为例，等效的电机参数如下：

电机额定电压=

电机额定电流 = 0.73A

电机额定功率 =

电机功率因数 = 0.75

电机额定频率 = 87Hz

问题1：变频器带电机为什么要弱磁？如何弱磁？

问题2：电机如何标定？

问题3：影响电机的效率有哪些？与什么因素相关？

问题4：87Hz应用对电机的影响有哪些？

=================

看到大家如此热烈的讨论，我也抛砖引玉一下吧，先提出这四个问题，回答完这四个问题估计这个应用就清晰了。

答案1：因为变频器的输出电压限制才需要电机弱磁，目前的变频器变频同时必须变压，当电压无法升高时，就需要改变磁场，弱磁时通过去磁电流把电机的磁场减小来提高转速。

答案2：电机的标定对于标准电机，电参数一般只标定工频下的参数（50/60Hz）下。对应的电压（380/460）。这只是选取电机的一个工作点标定，其实电机的工作是一条线，可以有很多个点进行标定。只是铭牌上不写那么多而已，给大家看看西门子1ph8异步电机的标定就是多个点，一个电机会有不同的电参数（电压，频率，电流）对于不同的机械参数（扭矩，转速，功率），有图有真相：

答案3：影响电机效率主要有铜耗，铁耗和杂散损耗。铜耗与电流相关，铁耗与频率相关。杂散损耗与轴承，风阻等相关。一般来说铜耗和铁耗占主要部分。电流不变，铜耗近似不变，频率升高，铁耗增大（不是线性关系）。电机制作好了之后，电流与线径和匝数关系就确定了，铁芯的损耗与频率的关系也确定了。

答案4：按上述内容来看，87Hz是电机的另一个标定点，其中电流还是额定电流，铜耗不变；由于电压由220v能升高到380V，转速（频率）可以提高。铁耗与频率相关，铁耗会增加；同轴的冷却风扇转速也随之增加，冷却风量以速度平方差增加，冷却更好了。与增加的铁耗那个更大需要实测电机温度来确定。对轴承的压力增大，不过小电机应该在安全范围内。

利用变频器把电机由50hz变为87hz使用，变相的放大了电机的功率，降低了采购成本，希望大家在以后选型设计时能充分利用。达到更高的性价比。

================

引申到另外一个话题：S120的ALM使用

大家都知道ALM太贵了，基本上是BLM的3倍价格（AIM+ALM），但是我们充分利用ALM的优势了吗？

当把直流母线的电压提高以后，例如由540v提高到600v甚至到650V，如果你选择的电机绝缘等级够高（F级或者H级）电机可以放大使用的，具体的说电机标定360v 200kw 960rpm，可以拿过来当作433v  240kw 1155rpm（对应650v）使用啊。当然前提需要和机械设计合理安排减速比。如果是多台的话，ALM就物有所值了。

============