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如何解决变频器对电机的影响
作者:山东西子电机 发布日期:2019-07-27 12:52

  

  
   变频器(Variable-frequency Drive)的英文译名是VFD(Variable-frequencyDrive),这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制(control)交流电动机的电力传动元件。
1、电动机的效率和温升的问题
  不论那种形式的变频器(Variable-frequency Drive)
  变频(frequency conversion)器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF(VariableVoltageVariableFrequencyInverter)。高压电动机差动保护装置发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流,而方向相反的电流称为非穿越性电流。作为主保护,发电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量,来区分被保护元件的正常状态,故障状态和非正常运行状态的。在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流(Electron flow),使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u 1(u为调制比)。
  PWM即脉冲宽度调制,是一种利用微处理器的数字输出来控制模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)电路的控制技术。

PWM以其控制简单、灵活、效率(efficiency)高和动态响应好等优点而被广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的,除了PWM型,还有PFM型和PW
  M、PFM混合型。如今的很多微型控制器中都有PWM控制器。
  高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显着的是转子铜(铝)耗。因为
  异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。异步电动机由气隙旋转磁场(定义:传递实物间磁力作用的场)与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。
  是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。高压电动机梭型线圈绕制后,用收缩带,黄蜡绸带等绝缘材料包扎,目的是:保护线圈外绝缘、层间绝缘、匝间绝缘不至于损坏。在拉型机时免受模具夹具、鼻端销钉等摩擦,防止松动变形。除此之外,还需考虑(consider)因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外(extra)发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频(frequency conversion)器输出的非正弦条件下,其温升一般要增加10%--20%。
  电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。
  2、电动机绝缘强度(strength)问题
  目前中小型变频(frequency conversion)器(Variable-frequency Drive),不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。
  3、谐波电磁噪声与震动
  普通异步电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素(factor)所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源
  变频电源是将市电中的交流电经过AC→DC→AC变换,输出为纯净的正弦波,输出频率(frequency)和电压一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频调速控制器,也有别于普通交流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)。变频电源十分接近于理想交流电源,因此,先进发达国家越来越多地将变频电源用作标准供电电源,以便为用电器提供最优良的供电环境,便于客观考核用电器的技术性能。变频电源主要有二大种类:线性放大型和SPWM开关型。中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。
  4、电动机对频繁启动、制动的适应能力
  由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流(Electron flow)的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘(insulated)结构带来疲劳和加速老化问题。
  5、低转速时的冷却问题
  首先,异步电动机的阻抗不尽理想,当电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。频率较底时,电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次,普通异步电动机再转速降低时,冷却(cooling)风量(定义:单位时间内空气的流通量)与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。

  
  
  

  

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