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变频器对电机的影响
作者:山东西子电机 发布日期:2019-06-21 18:19

  

  
  
  一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的不可能(maybe)完全适应变频(frequency conversion)调速的要求。

以下为变频器对电机的影响
1电动机的效率(efficiency)和温升的问题
不论那种形式的变频器,运行中均发生不同水平的谐波电压和电流,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+1u为调制比)高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子(rotor)铜(铝(Al))耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的转子铜(铝)耗。因为异步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。除此之外,还需考虑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(指物体在单位时间内所做的功的多少)减小,如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%20%
2电动机绝缘(insulated)强度问题变频电机
目前中小型变频(frequency conversion)器(Variable-frequency Drive),不少是采用PWM控制方式。高压电机产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比,因此低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V)电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大,或成本过高。需要通过提高电压实现大功率输出。载波频率(frequency)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(insulated)接受较为严酷的考验。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、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。高压电机产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比,因此低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V)电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大,或成本过高。需要通过提高电压实现大功率输出。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁局部(part)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(frequency)和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将发生共振现象,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(frequency)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(frequency)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,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
5低转速时的冷却(cooling)问题
首先,异步电动机的阻抗不尽理想,当电源频率(frequency)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(reduce)时,冷却(cooling)风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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