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變頻器對(duì)電機(jī)有什么影響

深圳市科瑞特自動(dòng)化技術(shù)有限公司 ? 2023-09-16 08:20 ? 次閱讀
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有關(guān)變頻器的知識(shí),變頻器對(duì)電機(jī)有什么影響,需要了解清楚電動(dòng)機(jī)的效率和溫升的問(wèn)題,電動(dòng)機(jī)絕緣強(qiáng)度問(wèn)題,以及諧波電磁噪聲與震動(dòng)的影響等,另外還有低轉(zhuǎn)速時(shí)的冷卻問(wèn)題,下面具體來(lái)看下。

變頻器對(duì)電機(jī)的影響

1、電動(dòng)機(jī)的效率和溫升的問(wèn)題

不管哪種形式的變頻器,在運(yùn)行中都會(huì)產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。

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+1(u為調(diào)制比)。

高次諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,最為顯著的就是轉(zhuǎn)子銅(鋁)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,所以高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,就會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。

此外,還需要考慮因集膚效應(yīng)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、電動(dòng)機(jī)絕緣強(qiáng)度問(wèn)題

目前中小型變頻器,很多采用PWM的控制方式,其載波頻率約為幾千到十幾千赫,使得電動(dòng)機(jī)定子繞組承受很高的電壓上升率,相當(dāng)于對(duì)電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。

另外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓上,對(duì)電動(dòng)機(jī)對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅,對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速老化。

3、諧波電磁噪聲與震動(dòng)

普通異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí),會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。

變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)機(jī)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(dāng)電磁力波的頻率和電動(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí),將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。

由于電動(dòng)機(jī)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(kāi)電動(dòng)機(jī)各構(gòu)件的固有震動(dòng)頻率。

4、電動(dòng)機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的適應(yīng)能力

由于采用變頻器供電后,電動(dòng)機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式啟動(dòng),并且可以利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng),為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng)造了條件。

因此,電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下,給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來(lái)疲勞和加速老化問(wèn)題。

5、低轉(zhuǎn)速時(shí)的冷卻問(wèn)題

首先,異步電動(dòng)機(jī)的阻抗不太理想,當(dāng)電源頻率較低時(shí),電源中高次諧波引起的損耗較大。

其次,普通異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速降低時(shí),冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,很難實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。

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