普(pu)通電動機是(shi)按(an)恒頻(pin)恒壓設計的(de),不(bu)可(ke)能(neng)完全適(shi)應變(bian)頻(pin)器(qi)調速的(de)要求(qiu),因此不(bu)能(neng)當做(zuo)變(bian)頻(pin)電機使(shi)用。
1變頻(pin)器對電機的(de)影響主(zhu)要在電動機的(de)效率和溫升
變(bian)頻器在運行中能產生不同程度的(de)諧(xie)波電(dian)壓和電(dian)流,使電(dian)動機在非正弦(xian)電(dian)壓、電(dian)流下運行,里面的(de)高(gao)次諧(xie)波會引起(qi)電(dian)動機定子(zi)銅耗(hao)(hao)、轉子(zi)銅耗(hao)(hao)、鐵(tie)耗(hao)(hao)及(ji)附加損耗(hao)(hao)增加,最為顯(xian)著(zhu)的(de)是轉子(zi)銅耗(hao)(hao),這些損耗(hao)(hao)會使電(dian)動機額(e)外(wai)發熱,效率降低,輸出功率減小,普通電(dian)動機溫升一般要增加10%-20%。
2電動機的絕緣強度問題
變頻器(qi)載波頻率(lv)從幾千到十幾千赫,使得電(dian)動(dong)機(ji)(ji)定子繞組(zu)要(yao)承(cheng)受很(hen)高的(de)(de)電(dian)壓上升率(lv),相當于對電(dian)動(dong)機(ji)(ji)施加(jia)陡度很(hen)大的(de)(de)沖擊電(dian)壓,使電(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)匝(za)間絕緣承(cheng)受較為(wei)嚴重(zhong)的(de)(de)考驗(yan)。
3諧波電磁噪聲與震動
普通(tong)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)采用變(bian)頻器供電(dian)(dian)時,會使由電(dian)(dian)磁(ci)、機(ji)(ji)械(xie)、通(tong)風等(deng)因素所引(yin)起的(de)震動(dong)和噪(zao)聲(sheng)變(bian)的(de)更加復雜。變(bian)頻電(dian)(dian)源中含有(you)的(de)各(ge)(ge)次諧波(bo)與(yu)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)電(dian)(dian)磁(ci)部分固有(you)空間諧波(bo)相互干涉,形成(cheng)各(ge)(ge)種電(dian)(dian)磁(ci)激振力(li),從而(er)加大噪(zao)聲(sheng)。由于電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)工(gong)作(zuo)頻率范(fan)圍(wei)寬,轉速變(bian)化范(fan)圍(wei)大,各(ge)(ge)種電(dian)(dian)磁(ci)力(li)波(bo)的(de)頻率很難避開(kai)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)各(ge)(ge)結構件的(de)固有(you)振動(dong)頻率。
4低(di)轉速時的冷(leng)卻問題
當電源頻率較(jiao)(jiao)低(di)時,電源中的(de)高次諧波(bo)所(suo)引起的(de)損耗較(jiao)(jiao)大(da);其次變通電機轉(zhuan)速降低(di)時,冷(leng)卻(que)風(feng)量與轉(zhuan)速的(de)三次方(fang)成正比(bi)減小,致使電機熱量散發不出(chu)去,溫升急劇增(zeng)加,難(nan)以實現恒轉(zhuan)矩輸出(chu)。
5針對(dui)以上情況,變頻電(dian)機采用(yong)以下(xia)設(she)計
1、盡可能減小(xiao)定子和(he)轉子電阻,降(jiang)低基波(bo)銅(tong)耗,以彌補高(gao)次(ci)諧波(bo)引起的銅(tong)耗增加。
2、主(zhu)磁(ci)場不飽和設計,一是(shi)考慮(lv)高次諧波會加深磁(ci)路飽和,二是(shi)考慮(lv)在(zai)低頻(pin)時為了提高輸出(chu)轉矩可適當提高變頻(pin)器(qi)的(de)輸出(chu)電壓。
3、結構(gou)設(she)計(ji),主要是(shi)絕緣等級提高;對電(dian)動(dong)(dong)機的振(zhen)動(dong)(dong)、噪聲(sheng)問(wen)題充分考慮(lv);冷卻方式(shi)(shi)采(cai)用(yong)強迫通風冷卻,即(ji)主電(dian)機散熱風扇采(cai)用(yong)獨立的電(dian)機驅(qu)動(dong)(dong)方式(shi)(shi),強冷風扇的作用(yong)就(jiu)是(shi)為(wei)了保證電(dian)機在低轉速下的冷卻。
4、變頻(pin)電機的(de)(de)線圈(quan)分布電容小一(yi)點,矽鋼(gang)片的(de)(de)電阻大些,這樣高(gao)頻(pin)脈沖對電機的(de)(de)影響就小了,電機的(de)(de)電感濾波效果要(yao)好(hao)些。
5、普通電(dian)機即工(gong)頻(pin)電(dian)機只需要考(kao)慮(lv)啟動(dong)過(guo)(guo)程和(he)工(gong)頻(pin)一個點(dian)的工(gong)作(zuo)情(qing)況,然后設(she)計電(dian)機;而變頻(pin)電(dian)機需要考(kao)慮(lv)啟動(dong)過(guo)(guo)程和(he)變頻(pin)范圍內的所(suo)有點(dian)工(gong)作(zuo)情(qing)況,然后設(she)計電(dian)機。
6、為了適應變頻(pin)器(qi)(qi)輸出的PWM調寬(kuan)波模擬正弦(xian)交(jiao)流電含有大量(liang)諧波,專門制作的變頻(pin)電機,其作用實際上可(ke)理解為電抗器(qi)(qi)加普通電機。
如何區(qu)分普通電機和(he)變(bian)頻電機?
1一.普(pu)通電(dian)機和變頻電(dian)機結構上的(de)區別
1.絕緣等級要求更高
一般變(bian)頻電(dian)機的絕(jue)緣等級(ji)為F級(ji)或更(geng)高,加強對(dui)地絕(jue)緣和線匝絕(jue)緣強度,特別要考慮絕(jue)緣耐沖擊電(dian)壓(ya)的能力。
2.變頻電機(ji)的振動、噪聲要求更高
變頻電機要充分考慮電動機構件及整體的剛性,盡力(li)提高其固有(you)頻率,以(yi)避開與各次力(li)波產生共振(zhen)現象。
3.變頻(pin)電機冷卻方式(shi)不同(tong)
變(bian)頻(pin)電機(ji)一般(ban)采用強迫(po)通(tong)風冷卻,即主電機(ji)散熱風扇采用獨立的電機(ji)驅動。
4.保護(hu)措施(shi)要求不同
對(dui)容量(liang)超過160KW變頻電(dian)動(dong)機應(ying)(ying)采(cai)用(yong)軸承(cheng)絕(jue)緣措施。主(zhu)要是易(yi)產生磁路不對(dui)稱,也(ye)會產生軸電(dian)流(liu),當(dang)其(qi)他高(gao)(gao)頻分量(liang)所產生的電(dian)流(liu)結合一起(qi)作用(yong)時,軸電(dian)流(liu)將大為增加(jia),從(cong)而導致(zhi)軸承(cheng)損壞,所以(yi)(yi)一般要采(cai)取絕(jue)緣措施。對(dui)恒(heng)功率變頻電(dian)動(dong)機,當(dang)轉速超過3000/min時,應(ying)(ying)采(cai)用(yong)耐高(gao)(gao)溫的特(te)殊潤滑脂,以(yi)(yi)補償(chang)軸承(cheng)的溫度升高(gao)(gao)。
5.散(san)熱系統不同
變頻電(dian)(dian)機散熱風扇采用獨立電(dian)(dian)源供電(dian)(dian),保證(zheng)持續的散熱能力。
2二(er).普通電機(ji)和變(bian)頻電機(ji)設(she)計上的區別
1.電(dian)磁(ci)設計
對普通異步電(dian)(dian)動(dong)(dong)機來說,在(zai)設計時(shi)主(zhu)要考慮的性(xing)能(neng)(neng)參(can)數是過載能(neng)(neng)力、啟(qi)動(dong)(dong)性(xing)能(neng)(neng)、效率(lv)(lv)和功率(lv)(lv)因數。而變頻電(dian)(dian)動(dong)(dong)機,由于臨界轉(zhuan)差率(lv)(lv)反比于電(dian)(dian)源(yuan)頻率(lv)(lv),可(ke)以在(zai)臨界轉(zhuan)差率(lv)(lv)接(jie)(jie)近1時(shi)直(zhi)接(jie)(jie)啟(qi)動(dong)(dong),因此(ci),過載能(neng)(neng)力和啟(qi)動(dong)(dong)性(xing)能(neng)(neng)不在(zai)需要過多考慮,而要解決的關鍵問題(ti)是如何改(gai)善電(dian)(dian)動(dong)(dong)機對非正弦波(bo)電(dian)(dian)源(yuan)的適應能(neng)(neng)力。
2.結構(gou)設計
在(zai)結構設計時,主要也是要考慮非正弦電(dian)(dian)源特性對(dui)變(bian)頻電(dian)(dian)機的(de)(de)絕緣結構、振動、噪聲(sheng)冷(leng)卻(que)方式等方面(mian)的(de)(de)影(ying)響。