怎樣解決變頻器對電機的影響?
發布日期:
2022-03-25

 變頻器的英文譯名是VFD(Variable-frequency Drive),這可能是現代科技由中文反向譯為(wei) 英文的為(wei) 數不多實例之一。變頻器是應用變頻技術與(yu) 微電子技術,通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控製交流電動機的電力傳(chuan) 動元件。

1、電動機的效率和溫升的問題

在運行中均產(chan) 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。據資料介紹,以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為(wei) 例,其低次諧波基本為(wei) 零,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為(wei) :2u1(u為(wei) 調製比)。

PWM即脈衝(chong) 寬度調製,是一種利用微處理器的數字輸出來控製模擬電路的控製技術。PWM以其控製簡單、靈活、效率高和動態響應好等優(you) 點而被廣泛應用在從(cong) 測量、通信到功率控製與(yu) 變換的許多領域中。PWM是開關(guan) 型穩壓電源中的術語。這是按穩壓的控製方式分類的,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合型。如今的很多微型控製器中都有 PWM控製器。

高次諧波會(hui) 引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,更為(wei) 顯著的是轉子銅(鋁)耗。因為(wei) 異步電動機是各類電動機中應用廣、需要量大的一種。異步電動機由氣隙旋轉磁場與(yu) 轉子繞組感應電流相互作用產(chan) 生電磁轉矩,從(cong) 而實現機電能量轉換為(wei) 機械能量的一種交流電機。作電動機運行的異步電機。因其轉子繞組電流是感應產(chan) 生的,又稱感應電動機。

是以接近於(yu) 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(hui) 產(chan) 生很大的轉子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應所產(chan) 生的附加銅耗。這些損耗都會(hui) 使電動機額外發熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運行於(yu) 變頻器輸出的非正弦條件下,其溫升一般要增加10%--20%。電源是向電子設備提供功率的裝置,也稱電源供應器,它提供計算機中所有部件所需要的電能。

2、諧波電磁噪聲與(yu) 震動

普通異步電動機采用變頻器供電時,會(hui) 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。

變頻電源是將市電中的交流電經過AC→DC→AC變換,輸出為(wei) 純淨的正弦波,輸出頻率和電壓一定範圍內(nei) 可調。它有別於(yu) 用於(yu) 電機調速用的變頻調速控製器,也有別於(yu) 普通交流穩壓電源。理想的交流電源的特點是頻率穩定、電壓穩定、內(nei) 阻等於(yu) 零、電壓波形為(wei) 純正弦波(無失真)。變頻電源十分接近於(yu) 理想交流電源,因此,先進發達國家越來越多地將變頻電源用作標準供電電源,以便為(wei) 用電器提供優(you) 良的供電環境,便於(yu) 客觀考核用電器的技術性能。變頻電源主要有二大種類:線性放大型和SPWM開關(guan) 型。中含有的各次時間諧波與(yu) 電動機電磁部分的固有空間諧波相互幹涉,形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體(ti) 的固有振動頻率一致或接近時,將產(chan) 生共振現象,從(cong) 而加大噪聲。由於(yu) 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。

3、電動機絕緣強度問題

目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控製方式。他的載波頻率約為(wei) 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(yu) 對電動機施加陡度很大的衝(chong) 擊電壓,使電動機的匝間絕緣承受較為(wei) 嚴(yan) 酷的考驗。另外,由PWM變頻器產(chan) 生的矩形斬波衝(chong) 擊電壓疊加在電動機運行電壓上,會(hui) 對電動機對地絕緣構成威脅,對地絕緣在高壓的反複衝(chong) 擊下會(hui) 加速老化。

4、低轉速時的冷卻問題

首先,異步電動機的阻抗不盡理想,當電源是向電子設備提供功率的裝置,也稱電源供應器,它提供計算機中所有部件所需要的電能。頻率較底時,電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次,普通異步電動機再轉速降低時,冷卻風量與(yu) 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。

5、電動機對頻繁啟動、製動的適應能力

由於(yu) 采用變頻器供電後,電動機可以在很低的頻率和電壓下以無衝(chong) 擊電流的方式啟動,並可利用變頻器所供的各種製動方式進行快速製動,為(wei) 實現頻繁啟動和製動創造了條件,因而電動機的機械係統和電磁係統處於(yu) 循環交變力的作用下,給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。

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