Czy obce chłodzenie silnika przy 20Hz jest konieczne? Wyniki badań termowizyjnych

Witam,
stosuję w swoich projektach obce chłodzenie silnika w układach napędzanych przez falownik. Znana mi od lat teoria mówi, że gdy schodzimy w pracy ciągłej do załóżmy 20Hz z 50Hz to potrzebne jest dodatkowe źródło chłodzenia silnika ponieważ seryjny przewietrznik kręcący się z wałem silnika obraca się wolnej powodując mniejszy przepływ powietrza, a zatem również odbiór ciepła z silnika.

Widzę również u innych producentów urządzeń, że stosują obce chłodzenia i to co napisałem jest raczej potwierdzoną regułą.

Tymczasem zrobiłem badania kamerą termowizyjną, przy których okazało się że silnik przy 50Hz miał niemalże 93*C na łożysku przednim i ok. 85 na korpusie, a gdy puściłem silnik na 20Hz temperatury spadły o ok. 20-30 stopni. I to zachwiało dla mnie tą teorią.

Moje przemyślenie jest takie, że głównie ciepło generują łożyska, które kręcąc się szybciej, mocniej się grzeją i przekazują ciepło na korpus. A przy mniejszych prędkościach tak się nie grzeją więc i całość silnika jest chłodniejsza. Ale teoria mówi, że to te prądy powodują grzanie się...

O co może tutaj chodzić? Stara teoria w praktyce okazała się dla mnie bajką lub czegoś nie rozumiem. Macie jakieś pomysły?

Pozdrawiam
AI: Jaki jest dokładny typ lub model silnika, którego dotyczy badanie?
Silnik elektryczny trójfazowy 400/690V
AI: Jakie były warunki obciążenia silnika podczas przeprowadzania badań termowizyjnych?
Silnik maksymalnie dociążony przy 50Hz. Ustawiając maszynę na mniejsze zapotrzebowanie, pracowała ona przy 20Hz, wszelkie prądy przelicza sobie falownik.

WojciechB1994 napisał:

Macie jakieś pomysły?

tak, i jeden facet tak mówi:

WojciechB1994 napisał:

Ustawiając maszynę na mniejsze zapotrzebowanie

GDYBY zmusić silnik do tej samej mocy (np dając mu sztuczne obciążenie mechaniczne) sądzę że zachodziło by jak piszesz: dużo ciepła, malo chłodzenia

Zależy do czego służy silnik. Wentylator ma zupełnie inną charakterystykę pracy niż np silnik taśmy, dodatkowo z nasypanym na nią materiałem.

No i nie tylko 20% to dolna wartość graniczna, ale 10% i 5%, czy nawet mniej.

Przy pracy wektorowej z znamionowym obciążeniem przy 20Hz było by gorąco.

>>21345695

Silnik przy małej częstotliwości nie ma pełnej mocy - z resztą chyba na tym polega idea falownika, że zmniejszają się obroty, zachowuje moment a wobec tego moc spada proporcjonalnie do prędkości. Jeśli się mylę to wyprowadzcie mnie z błędu. Więc nie zmuszamy silnika do tej samej mocy.

>>21345735

Silnik jest po prostu obciążony nominalnym obciążeniem, pełny amperarz, praca ciągła.


>>21345755

Nie wiem jaki tryb pracy ustawiony jest na falowniku ale mogę się dowiedzieć jeśli to coś zmienia.

Jakieś pomysły Panowie?

WojciechB1994 napisał:

Silnik przy małej częstotliwości nie ma pełnej mocy - z resztą chyba na tym polega idea falownika, że zmniejszają się obroty, zachowuje moment a wobec tego moc spada proporcjonalnie do prędkości.

I dlatego się mylisz, Vektor steruje "momentem siły" a U/F ma tylko opcje podbicia momentu.

WojciechB1994 napisał:

zachowuje moment a wobec tego moc spada proporcjonalnie do prędkości

to się tyczy właśnie U/F kwadrat napięcia do częstotliwości.
I wyraźnie napisali Ci że wentylator ma inna charakterystykę do tego jest zmiennie obciążony i bardziej dociążony niż silnik na taśmie.
Teraz wyobraź sobie wentylator w centrali wentylacyjnej.
Przy mocach powyżej 30kW najpierw silnik startuje dopiero otwiera się czerpnie ano dlatego że masa powietrza na 1m3 to 1,25kg a w zimę ma ponad 1,3 teraz taki silnik przy wydatku 100000m3/h wykona dużo większą prace i często mimo że projekt zakłada 65Hz dociążenie jest tak duże że schodzi się z częstotliwością.
Na wentylatorach jest dużo większa energia kinetyczna niż na taśmach

Weź przykład tokarki gdzie regulację obrotów masz tylko falownikiem. Toczysz pręt o średnicy 5cm. Teraz zakładasz pręt 10cm. Musisz zejść z obrotów. Na falowniku masz teraz zamiast 50Hz 20Hz. Obciążenie dla silnika prawie takie samo jak przedtem, studzenie dużo mniejsze. I co? Nie będzie się grzał? Owszem dla dużego silnika (np. 10kW) przy takim obciążeniu nie będzie dużej różnicy, ale jak silnik będzie mały i będzie pracował z pełną lub prawie pełną mocą to go szybko przegrzejesz i spalisz.

>>21347525

OK, to może żeby nie rozpatrywać różnych przypadków, napiszę wprost, o jaką maszynę chodzi.

Tematem rozważań jest kompresor śrubowy. Gdy ma 50 Hz, to daje swoją pełną wydajność. Natomiast gdy zapotrzebowanie jest mniejsze (wylicza to kontroler), to częstotliwość spada, a razem z tym obroty (a więc i wydajność) oraz proporcjonalnie pobierana przez silnik moc.

>>21347608

Tutaj przypadek jest trochę inny, bo mimo 20 Hz masz tak samo obciążony silnik, a u mnie obciążenie spada razem z częstotliwością.

Generalnie zawsze miałem takie przekonanie, że skoro spada częstotliwość razem z napięciem, a prąd zostaje na nominalnym poziomie, to ilość ciepła doprowadzona do silnika jest taka sama.

Czy zatem konkluzja jest taka, że w moim przypadku obce chłodzenie nie ma sensu i używa się go jedynie w przypadkach, gdy przy zmniejszeniu częstotliwości silnik jest nadal obciążony pełną mocą? Chociaż tutaj też mi coś nie gra, bo jeśli spada napięcie, a silnik ma być nadal obciążony tą samą mocą, to ampery powinny wzrosnąć.

Tak jak kolega wyżej opisał, im większe obciążenie mechaniczne, tym większe opory i tym samym wyższa temperatura uzwojenia, a bez obciążenia to tylko łożysko ciepłe. Twoje badanie jest ok, ale brakuje dociążenia. Pozdrawiam

>>21347608 >>21347608
No pewnie, zmniejszasz częstotliwość do 20 Hz i wszystko jest w porządku – silnik przecież nie ma prawa się przegrzać, bo przecież 'prąd nie śmierdzi'. W końcu, kto by się martwił o to, że zmniejszenie częstotliwości oznacza mniejsze chłodzenie, zwłaszcza przy dużym obciążeniu? Silnik ma się grzać – to naturalna część procesu! A jakbyś przypadkiem poczuł, że się za bardzo nagrzewa, to zawsze możesz na chwilę wyłączyć falownik i na pewno wszystko wróci do normy.

Moderowany przez ArturAVS:

3.1.9. Rozpowszechnianie treści ironizujących, prześmiewczych lub złośliwych, stanowiących przejaw braku szacunku do innych Użytkowników lub osób trzecich.

WojciechB1994 napisał:

Tematem rozważań jest kompresor śrubowy.

Jeden z moich jest sterowany falownikiem ABB 37kW. Silnik w oryginale, bez dodatkowego przewietrznika "na sobie".
Jest tylko małe ale - cała szczelna obudowa kompresora jest bardzo intensywnie przewietrzana wentylatorem chłodnicy o mocy 1,5kW. No i elektronika pilnuje temperatury poszczególnych komponentów.

Panowie powiedzcie mi zatem czy taka konkluzja jest prawidłowa:

1. Falowniki mogą działać tak, że zmniejszamy częstotliwość ale zachowujemy moc silnika czyli np. silnik 11kW kiedy zejdziemy z 50Hz do 20Hz nadal ma nominalną moc na wale mimo mniejszej prędkości. I wówczas potrzeba dodatkowego przewietrznika
2. W moim przypadku kiedy spadają obroty ale z nimi jednocześnie spada obciążenie silnika to nie ma potrzeby dodatkowego przewietrznika bo co prawda ten standardowy przewietrznik z racji mniejszych obrotów "dmucha" słabiej ale też jest mniejsze obciążenie więc silnik słabiej się grzeje i równowaga jest zachowana

Dobrze rozumiem?

>>21354438

Dziękuję za tę informację. Z ciekawości jakiej marki kompresor?

WojciechB1994 napisał:

Dziękuję za tę informację. Z ciekawości jakiej marki kompresor?

Fiac airblock 502

WojciechB1994 napisał:

W moim przypadku kiedy spadają obroty ale z nimi jednocześnie spada obciążenie silnika to nie ma potrzeby dodatkowego przewietrznika bo co prawda ten standardowy przewietrznik z racji mniejszych obrotów "dmucha" słabiej ale też jest mniejsze obciążenie więc silnik słabiej się grzeje i równowaga jest zachowana

Tu bym był ostrożny. Bo charakterystyki przewietrznika i silnika nie są liniowe i mogą się znacznie rozjechać.

Jeszcze jedno pytanie:

czemu, gdy spada częstotliwość (a więc i moc na wale), to silnik miałby się grzać mniej, skoro nadal płyną przez niego takie same ampery co przy nominale?