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變頻器對電機的影響

發(fā)布時間:2018-01-10 15:17:12 閱讀:545 作者:銳翔工控

  1、電動機效率和溫升的問題
  不論那種形式的變頻器,在運行中均產(chǎn)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+1(u為調(diào)制比)。
  PWM即脈沖寬度調(diào)制,是一種利用微處理器的數(shù)字輸出來控制模擬電路的控制技術。PWM以其控制簡單、靈活、效率高和動態(tài)響應好等優(yōu)點而被廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。PWM是開關型穩(wěn)壓電源中的術語。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類的,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合型。如今的很多微型控制器中都有PWM控制器。
  高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因為異步電動機是各類電動機中應用最廣、需要量最大的一種。異步電動機由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換為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(zhuǎn)子繞組電流是感應產(chǎn)生的,又稱感應電動機。是以接近于基波頻率所對應的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運行于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。

  1、電動機效率和溫升的問題
  不論那種形式的變頻器,在運行中均產(chǎn)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+1(u為調(diào)制比)。
   PWM即脈沖寬度調(diào)制,是一種利用微處理器的數(shù)字輸出來控制模擬電路的控制技術。PWM以其控制簡單、靈活、效率高和動態(tài)響應好等優(yōu)點而被廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。PWM是開關型穩(wěn)壓電源中的術語。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類的,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合型。如今的很多微型控制器中都有PWM控制器。
  高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因為異步電動機是各類電動機中應用最廣、需要量最大的一種。異步電動機由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換為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(zhuǎn)子繞組電流是感應產(chǎn)生的,又稱感應電動機。是以接近于基波頻率所對應的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運行于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、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,相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓,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(chǎn)生的矩形斬波沖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沖擊下會加速老化。

  3、諧波電磁噪聲與震動
  普通異步電動機采用變頻器供電時,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復雜。變頻電源是將市電中的交流電經(jīng)過AC→DC→AC變換, 輸出為純凈的正弦波,輸出頻率和電壓 一定范圍內(nèi)可調(diào)。它有別于用于電機調(diào)速用的變頻調(diào)速控制器,也有別于普通交流穩(wěn)壓電源。理想的交流電源的特點是頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、內(nèi)阻等于零、電壓波形為純正弦波(無失真)。變頻電源十分接近于理想交流電源,因此,先進發(fā)達國家越來越多地將變頻電源用作標準供電電源,以便為用電器提供最優(yōu)良的供電環(huán)境,便于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開關型。 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(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬,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
  由于采用變頻器供電后,電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動,并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動,為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件,因而電動機的機械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速降低時,冷卻風量與轉(zhuǎn)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(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。

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