普通电机如何变成变频电机?可不是装变频器这么简单!硅基动力无

来源:火狐体育娱乐  作者:火狐体育全站APP  2022-08-23 09:03:31

  装上变频器的普通电机就等于变频电机?众所周知,猪鼻插大蒜,装不成大象。实际上,普通电机和变频电机各有所长。本篇文章硅基动力小编将围绕从变频电机和普通电机的区别、直接加装变频器对普通电机的影响以及变频电机的设计方向这3个层面的内容循序渐进的帮助大家深入了解。

  若想了解装上变频器的普通电机和真正的变频电机有何区别,我们仍需要先了解变频电机和普通电机的区别。他们的区别主要体现在2大方面:

  普通电机只能在工频附近长时间工作,而变频电机则可以长时间在远高于或低于工频的条件下进行工作;例如,我们国家的工频是50Hz,普通电机如果长时间在5Hz,很快就会出现故障,甚至是损坏;而变频电机的出现,就解决了普通电机的这个不足;

  普通电机的散热系统的效果优劣和转速的快慢是有密切联系的。普通电机转速快,散热系统效果就好,反之转速慢,散热效果则大打折扣。而变频电机则不存在这个问题。而变频电机的散热系统较为特殊,并不是与普通电机一样的散热方式,而是通过内置独立风机来进行强制通风,如此一来,即使因为变频调速使用的需要而导致的转速不稳定也并不会影响散热系统的运行。

  接下来,让我们回到最初的问题。普通电机加上变频器之后,就是真正的变频电机了吗?实际上在这种情况之下普通电机确实可以实现变频运行了,但并非真正的变频电机。因为如果长时间在非工频状态下工作,电机仍很有可能遭受到损坏。

  直接加装变频器的普通电机存在一些性能上的不足,这些不足同时也是变频电机在设计时需要考虑的改进方向:

  变频器在运行中能产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行,而其中的高次谐波则会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗增加,尤其是转子铜耗的增加。这些损耗会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,比起未安装变频器的普通电动机温升一般要增加10%-20%。

  变频器载波频率从几千到十几千赫,使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,这无疑使得电动机的匝间绝缘需要承受更为严苛的考验。

  普通电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变得更加复杂。变频电源中含有的各次谐波与电动机电磁部分固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力,从而加大噪声。由于加装变频器的电动机的工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各结构件的固有振动频率。

  当电源频率较低时,电源中的高次谐波所引起的损耗较大;其次变通电机转速降低时,冷却风量与转速的三次方成正比减小,致使电机热量散发不出去,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。

  1、尽可能减小定子和转子电阻,降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增加。

  2、主磁场不饱和设计。一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时为了提高输出转矩可适当提高变频器的输出电压。

  3、结构设计。主要是绝缘等级提高,对电动机的振动、噪声问题充分考虑;冷却方式采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动方式,强冷风扇的作用就是为了保证电机在低转速下的冷却。

  4、变频电机的线圈分布电容小一点,矽钢片的电阻大些,这样高频脉冲对电机的影响就小了,电机的电感滤波效果要好些。

  由此,普通电机即工频电机只需要考虑启动过程和工频一个点的工作情况,然后设计电机;而变频电机需要考虑启动过程和变频范围内的所有点工作情况,然后设计电机。另外,为了适应变频器输出的PWM调宽波模拟正弦交流电含有大量谐波,专门制作的变频电机,其作用实际上可理解为电抗器加普通电机。