变频电机和变频器带动液压泵的问题

Question

液压泵试验台原来用的是40KW直流电机拖动，现在换成了37KW 2极380V三相交流电机（额定电流67A，转速2950r/min）+37KW通用变频器，电机通过变速箱接到液压泵，变速箱是1:3.5增速转动。现在要求转速500r/min时（电机转速只有143r/min，频率应该不到3Hz），测量泵的压力能否达到要求。但是发现泵加压后，听声音，电机像是带不动了，此时电流达到130A以上就报警断开了。另外发现转速在4000r/min时测量泵性能，在泵加压后，电机能带动，但是工作时电流也达到了110A左右。想问：1.原来的40KW直流电机为什么可行，现在交流电机不行？2.为什么低速带不动，是低速时泵的功率大，还是电机的力矩小的原因？电机加功率能解决吗？3.变频电机多少功率合适，通过哪些参数怎么去确认这个功率？4.不同的转速下，泵的压力不同，泵的功率应该也不同，现有条件怎么计算？
我用的电机是普通三相异步电动机，不是变频异步电机。
液压泵转速4000r/min,进口压力0.1,出口18MPa,回油压力0.5,供油量40L/min.
液压泵要求在三个转速下测性能：500、1500、4000r/min。
今天将变频器调成矢量控制，中、低速性能达到要求了，可以带动，但是高速性能的时候电流达到76A，过载10%。从变频器上读取了相关参数，具体如下：
第一组：频率2.33HZ（即泵转速500r/min）、电压32V、电流58A、转矩101%，功率3.2KW；
第二组：频率7.1HZ（即泵转速1500r/min）、电压66V、电流63.2A、转矩100%，功率7KW；
第三组：频率19HZ（即泵转速4000r/min）、电压157V、电流75.5A（过载5.7A）、转矩118%，功率19.3KW；
原来功率是完全满足的，就是电流容易过载，转矩达不到。现在计划换成4级37KW电机，是否就此能完全满足性能了？
我们用现有的发电机拖动台做了对比试验，拖动电机是30KW的4级变频异步电动机（191N.m 3-50Hz，30KW 50-100Hz），通过变频器读取了在37.6HZ下（电机转速1160r/min），加负载17KW，电流38A，电压300V，转矩60%。

Answer 1

你的变速比选错了。异步电机是靠交流电励磁的，当你频率下降时，由于频率低所以磁场强度也低，所以要用更大的电流才能达到相同的转矩。再看看你的频率，19Hz只有额定频率的40％，再考虑风机－水泵的负载特性，转速越高所需要的转矩越大。
建议你们，尽量考虑用接近额定频率的频率工作。四极电机的额定转速是1500转左右，按照你们的要求可以达到80％左右的额定频率，这样电机的工作状况会好很多。建议换成四极电机。

Answer 2

1、你够大胆和无知了，直流电机40KW，相当于交流电机55KW以上使用，你反而换小的；2、交流电机低速无力是世界难题，你要加大电机功率，还要改变减速机比例才可能解决问题；3、至少要用55KW，这些功率不用怎么确认的，靠经验；4、不同转速泵的压力当然不同，输出功率当然是跟转速成比例的，这些可以通过闭环控制来自动调整，不用计算；5、试验台力矩要求大，不建议采用交流系统，采用伺服又是另外一回事

追问

确实批评的很对，已从中吸取教训了，确实也学到不少东西。今天将错误弥补到最低，就是计划换个同功率的4级电机，理论上是不是应该就能满足性能了呢？

Answer 3

根据你说的情况，很可能是水泵空转，泵腔内缺水或者有空气造成。先对水泵进行排气，，关闭出口阀门，待空气排除完毕后开机运行。此时开始检测电流，并逐渐打开出口阀门，若电流逐渐增大并运行正常，就好了，若电流变化波动较大，，时大时小，请检查管道进口哪里有堵塞现象。若电流还是空载电流，说明水泵叶轮脱落或泵轴断裂，需要解体检查水泵。

Answer 4

直流电机特性比交流的好，转矩也大。
换成交流电机后，应查转矩输出是否匹配。
在有一般通用变频器根本达不到转矩恒输出，也就达不到你要求的效果。
变频只能选择真矢量控制，转矩控制这类型的变频，功率也不能是电机37KW变频就选37KW，应该至少放大一级别，选55以上的转矩控制类机型。

Answer 5

明显是变速比搭配不合理，造成了严重过载。

追问

老台子就是这样的变速比设计，现在如何解决问题呢？

追答

你的最高试验速度为4000r/min,用1：2就能满足要求，不要超过1：10.