你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

普通電機(jī)為啥不能當(dāng)變頻電機(jī)使用?

發(fā)布時(shí)間:2023-08-14 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】變頻器在運(yùn)行中能產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行,里面的高次諧波會引起電動機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗、鐵耗及附加損耗增加,最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅耗,這些損耗會使電動機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,普通電動機(jī)溫升一般要增加10%-20%。 


普通電動機(jī)是按恒頻恒壓設(shè)計(jì)的,不可能完全適應(yīng)變頻器調(diào)速的要求,因此不能多做變頻電機(jī)使用。


1689160380752021.png

6.jpg


01 變頻器對電機(jī)的影響主要在電動機(jī)的效率和溫升


變頻器在運(yùn)行中能產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行,里面的高次諧波會引起電動機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗、鐵耗及附加損耗增加,最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅耗,這些損耗會使電動機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,普通電動機(jī)溫升一般要增加10%-20%。   


7.jpg

普通電機(jī)       帶獨(dú)立散熱風(fēng)扇的變頻電機(jī)


02 電動機(jī)的絕緣強(qiáng)度問題


變頻器載波頻率從幾千到十幾千赫,使得電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)重的考驗(yàn)。


03 諧波電磁噪聲與震動


普通電動機(jī)采用變頻器供電時(shí),會使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次諧波與電動機(jī)電磁部分固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力,從而加大噪聲。由于電動機(jī)的工作頻率范圍寬,轉(zhuǎn)速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電動機(jī)的各結(jié)構(gòu)件的固有振動頻率。


04 低轉(zhuǎn)速時(shí)的冷卻問題


當(dāng)電源頻率較低時(shí),電源中的高次諧波所引起的損耗較大;其次變通電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成正比減小,致使電機(jī)熱量散發(fā)不出去,溫升急劇增加,難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。


05 針對以上情況,變頻電機(jī)采用以下設(shè)計(jì)


盡可能減小定子和轉(zhuǎn)子電阻,降低基波銅耗,以彌補(bǔ)高次諧波引起的銅耗增加。


主磁場不飽和設(shè)計(jì),一是考慮高次諧波會加深磁路飽和,二是考慮在低頻時(shí)為了提高輸出轉(zhuǎn)矩可適當(dāng)提高變頻器的輸出電壓。


結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要是絕緣等級提高;對電動機(jī)的振動、噪聲問題充分考慮;冷卻方式采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻,即主電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動方式,強(qiáng)冷風(fēng)扇的作用就是為了保證電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下的冷卻。


變頻電機(jī)的線圈分布電容小一點(diǎn),矽鋼片的電阻大些,這樣高頻脈沖對電機(jī)的影響就小了,電機(jī)的電感濾波效果要好些。


普通電機(jī)即工頻電機(jī)只需要考慮啟動過程和工頻一個(gè)點(diǎn)的工作情況(公眾號:機(jī)電人脈),然后設(shè)計(jì)電機(jī);而變頻電機(jī)需要考慮啟動過程和變頻范圍內(nèi)的所有點(diǎn)工作情況,然后設(shè)計(jì)電機(jī)。


為了適應(yīng)變頻器輸出的PWM調(diào)寬波模擬正弦交流電含有大量諧波,專門制作的變頻電機(jī),其作用實(shí)際上可理解為電抗器加普通電機(jī)。


01 普通電機(jī)和變頻電機(jī)結(jié)構(gòu)上的區(qū)別


1. 絕緣等級要求更高


一般變頻電機(jī)的絕緣等級為F級或更高,加強(qiáng)對地絕緣和線匝絕緣強(qiáng)度,特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。


2. 變頻電機(jī)的振動、噪聲要求更高


變頻電機(jī)要充分考慮電動機(jī)構(gòu)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(chǎn)生共振現(xiàn)象。


3.變頻電機(jī)冷卻方式不同


變頻電機(jī)一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻,即主電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動。


4. 保護(hù)措施要求不同


對容量超過160kW變頻電動機(jī)應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱,也會產(chǎn)生軸電流,當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時(shí),軸電流將大為增加,從而導(dǎo)致軸承損壞,所以一般要采取絕緣措施。對恒功率變頻電動機(jī),當(dāng)轉(zhuǎn)速超過3000/min時(shí),應(yīng)采用耐高溫的特殊潤滑脂,以補(bǔ)償軸承的溫度升高。


5. 散熱系統(tǒng)不同


變頻電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立電源供電,保證持續(xù)的散熱能力。


02 普通電機(jī)和變頻電機(jī)設(shè)計(jì)上的區(qū)別


1. 電磁設(shè)計(jì)


對普通異步電動機(jī)來說,在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動機(jī),由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率,可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時(shí)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(guān)鍵問題是如何改善電動機(jī)對非正弦波電源的適應(yīng)能力。


2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)


在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),主要也是要考慮非正弦電源特性對變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響。



免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。


推薦閱讀:


NTC熱敏電阻提供汽車與摩托車過熱保護(hù)

新易盛張金雙:生成式AI推動高速光互聯(lián)技術(shù)發(fā)展

電梯控制系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人身體里,有哪些不容小覷的“工作細(xì)胞”?

為什么開關(guān)電源容易出故障?選型時(shí)一定要注意這些細(xì)節(jié)!

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉