日期：2022-09-08 20:14:06瀏覽量：82548
一.普通異步電動(dòng)機(jī)采用恒頻恒壓設(shè)計(jì)，不能完全滿足變頻調(diào)速的要求。以下是變頻器對(duì)電機(jī)的影響
1.電機(jī)效率和溫升問題
無論哪種形式的變頻器在運(yùn)行中產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電機(jī)處于非正弦電壓.電流下運(yùn)行。關(guān)于拒絕信息的介紹是基于目前常用的正弦波PWM以型變頻器為例，其低諧波基本為零，其余高諧波分量約為載波頻率的兩倍u+1（u為調(diào)制比)。
高諧波會(huì)導(dǎo)致電機(jī)定子銅的消耗.轉(zhuǎn)子銅(鋁)消耗.鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)消耗。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會(huì)產(chǎn)生很大的精密減速電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì)使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%--20%。
2.電機(jī)絕緣強(qiáng)度問題--
目前很多中小型變頻器都采用中小型變頻器PWM控制模式。他的載波頻率在幾千到幾千赫之間，這使得電機(jī)定子繞組必須承受高電壓上升率，這相當(dāng)于對(duì)電機(jī)施加高陡的沖擊電壓，使電機(jī)的匝間絕緣能夠承受更嚴(yán)重的測試。PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電機(jī)的運(yùn)行電壓上，會(huì)對(duì)電機(jī)的地面絕緣構(gòu)成威脅，在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速地面絕緣的老化。
3.諧波電磁噪聲和振動(dòng)
當(dāng)普通異步電動(dòng)機(jī)使用變頻器供電時(shí)，它會(huì)使電磁.機(jī)械.由通風(fēng)和其他因素引起的振動(dòng)和噪聲變化更為復(fù)雜。變頻電源中包含的每次時(shí)間諧波與電機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干擾，形成各種電磁沖擊力。當(dāng)精密減速電機(jī)電磁波的頻率與電機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而增加噪聲。由于電機(jī)工作頻率范圍廣，速度變化范圍大，各種電磁波的頻率難以避免電機(jī)各部件的固有振動(dòng)頻率。
4.電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng).適應(yīng)制動(dòng)的能力--
由于使用變頻器電源，電機(jī)可以在非常低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動(dòng)，并且可以使用變頻器提供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng)，從而為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng)造條件。因此，電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交替力的作用下，給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞，加速老化。
5.低速時(shí)的冷卻問題
首先，異步電動(dòng)機(jī)的阻抗并不理想。當(dāng)電源頻率較低時(shí)，電源中高諧波引起的損失較大。其次，當(dāng)普通異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速再次降低時(shí)，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例降低，導(dǎo)致電機(jī)低速冷卻條件惡化，溫升急劇增加，難以實(shí)現(xiàn)恒定扭矩輸出。
二.變頻電機(jī)的特點(diǎn)
1.電磁設(shè)計(jì)
對(duì)于普通異步電動(dòng)機(jī)，重新設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)是過載能力.啟動(dòng)性能.效率和功率因數(shù)。對(duì)于變頻電機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率與電源頻率成比例，可在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時(shí)直接啟動(dòng)。因此，不需要過多考慮過載能力和啟動(dòng)性能，需要解決的關(guān)鍵問題是如何提高電機(jī)對(duì)非正弦波電源的適應(yīng)性。精密減速電機(jī)一般方法如下：
1)盡可能降低定子和轉(zhuǎn)子的電阻。
降低定子電阻可以降低基波的銅消耗，從而彌補(bǔ)高諧波引起的銅消耗的增加
2）為了抑制電流中的高次諧波，有必要適當(dāng)增加電機(jī)的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏電較大，收集效果也較大，高次諧波銅消耗量也增加。因此，電機(jī)漏電的尺寸應(yīng)考慮到整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。
3）變頻電機(jī)的主磁路一般設(shè)計(jì)為不飽和狀態(tài)。首先，考慮到高次諧波會(huì)加深磁路飽和度，其次，考慮變頻器的輸出電壓，以提高低頻時(shí)的輸出扭矩。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，主要考慮變頻電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的非正弦電源特性.振動(dòng).噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：
1)絕緣等級(jí)，一般為F級(jí)或更高，對(duì)地絕緣和線匝絕緣強(qiáng)度要加強(qiáng)，尤其要考慮絕緣抗沖擊電壓的能力。
2)振動(dòng)電機(jī).對(duì)于噪聲問題，應(yīng)充分考慮電機(jī)構(gòu)件和整體的剛性，盡量提高其固有頻率，避免與各種力波產(chǎn)生共振。
3)冷卻方式：一般采用精密減速電機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)冷卻風(fēng)扇采用獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
4)防止軸電流的措施，160以上的容量KW電機(jī)應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要原因是磁路不對(duì)稱，也會(huì)產(chǎn)生軸向電流。當(dāng)其他高頻部件產(chǎn)生的電流結(jié)合在一起時(shí)，軸向電流會(huì)大大增加，導(dǎo)致軸承損壞。因此，一般應(yīng)采取絕緣措施。
5)對(duì)于恒功率變頻電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過3000/min應(yīng)使用耐高溫的特殊潤滑脂來補(bǔ)償軸承的溫升。變頻電機(jī)可以在0。HZ--130HZ長期運(yùn)行范圍，普通電機(jī)可在：2極20-65hz長期運(yùn)行范圍.
4極的為25--75hz長期運(yùn)行范圍.6極的為30--85hz長期運(yùn)行范圍.8極的為35--100hz長期運(yùn)行范圍.
