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普通電機變頻電機的區別


   一、普通定頻電動機都是按恒頻恒壓設計的,不可能完全適應變頻調速的要求。以下為變頻器對電機的影響
1
、電動機的效率和溫升的問題
     不論那種形式的變頻器,在運行中均產生不同程度的諧波電壓和    電流,使電動機在非正弦電壓、電流下運行。拒資料介紹,以目    前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例,其低次諧波基本為零,   剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u+1u為調製    比)。
     高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加    損耗的增加,最為顯著的是轉子銅(鋁)耗。因為定頻電動機是    以接近於基波頻率所對應的同步轉速旋轉的,因此,高次諧波電    壓以較大的轉差切割轉子導條後,便會產生很大的轉子損耗。除    此之外,還需考慮因集膚效應所產生的附加銅耗。這些損耗都會    使電動機額外發熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相定    頻電動機運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
、電動機絕緣強度問題
  
目前中小型變頻器,不少是採用PWM的控制方式。他的載波頻    率約為幾千到十幾千赫,這就使得電動機定子繞組要承受很高的    電壓上升率,相當於對電動機施加陡度很大的衝擊電壓,使電動    機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外,由PWM變頻器產生    的矩形斬波衝擊電壓疊加在電動機運行電壓上,會對電動機對地    絕緣構成威脅,對地絕緣在高壓的反復衝擊下會加速老化。
3
、諧波電磁噪聲與震動
  
普通定頻電動機採用變頻器供電時,會使由電磁、機械、通風等    因素所引起的震動和噪聲變的更加複雜。變頻電源中含有的各次    時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種    電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一    致或接近時,將產生共振現象,從而加大噪聲。由於電動機工作    頻率範圍寬,轉速變化範圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電    動機的各構件的固有震動頻率。
4
、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力
   
由於採用變頻器供電後,電動機可以在很低的頻率和電壓下以無    衝擊電流的方式啟動,並可利用變頻器所供的各種制動方式進行    快速制動,為實現頻繁啟動和制動創造了條件,因而電動機的機    械系統和電磁系統處於迴圈交變力的作用下,給機械結構和絕緣    結構帶來疲勞和加速老化問題。
5
、低轉速時的冷卻問題
  
首先,定頻電動機的阻抗不盡理想,當電源頻率較底時,電源中    高次諧波所引起的損耗較大。其次,普通定頻電動機再轉速降低    時,冷卻風量與轉速的三次方成比例減小,致使電動機的低速冷    卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實現恒轉矩輸出。
   二、變頻電動機的特點
1
、電磁設計
     對普通定頻電動機來說,再設計時主要考慮的性能參數是過載能    力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機,由於臨界轉差    率反比于電源頻率,可以在臨界轉差率接近1時直接啟動,因此,   過載能力和啟動性能不在需要過多考慮,而要解決的關鍵問題是    如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下:
    1) 盡可能的減小定子和轉子電阻。
      
減小定子電阻即可降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅        耗增加
    2)為抑制電流中的高次諧波,需適當增加電動機的電感。但轉子     槽漏抗較大其集膚效應也大,高次諧波銅耗也增大。因此,電      動機漏抗的大小要兼顧到整個調速範圍內阻抗匹配的合理性。
    3)變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態,一是考慮高次諧      波會加深磁路飽和,二是考慮在低頻時,為了提高輸出轉矩而      適當提高變頻器的輸出電壓。
    2、結構設計
        再結構設計時,主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕      緣結構、振動、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,一般為F級或更高,加強對地絕緣和線匝絕緣強度,     特別要考慮絕緣耐衝擊電壓的能力。
    2)對電機的振動、噪聲問題,要充分考慮電動機構件及整體的剛      性,盡力提高其固有頻率,以避開與各次力波產生共振現象。
    3)冷卻方式:一般採用強迫通風冷卻,即主電機散熱風扇採用獨      立的電機驅動。
    4)防止軸電流措施,對容量超過160KW電動機應採用軸承絕緣       措施。主要是易產生磁路不對稱,也會產生軸電流,當其他高      頻分量所產生的電流結合一起作用時,軸電流將大為增加,從      而導致軸承提前損壞,所以一般要採取絕緣措施。
    5)對恒功率變頻電動機,當轉速超過3000/min時,應採用耐高溫      的特殊潤滑脂,以補償軸承的溫度升高。


以上

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