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如何解決變頻器對電機的影響
作者:山东西子電機 发布日期:2019-07-27 12:52

  

  
   变频器(Variable-frequency Drive)的英文译名是VFD(Variable-frequencyDrive),这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制(control)交流电动机的电力传动元件。
1、電動機的效率和溫升的問題
  不论那种形式的变频器(Variable-frequency Drive)
  变频(frequency conversion)器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF(VariableVoltageVariableFrequencyInverter)。高壓電動機差动保护装置发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流,而方向相反的电流称为非穿越性电流。作为主保护,发电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量,来区分被保护元件的正常状态,故障状态和非正常运行状态的。在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流(Electron flow),使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u 1(u为调制比)。
  PWM即脈沖寬度調制,是一種利用微處理器的數字輸出來控制模擬(定義:對真實事物或者過程的虛擬)電路的控制技術。

PWM以其控制簡單、靈活、效率(efficiency)高和動態響應好等優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是開關型穩壓電源中的術語。這是按穩壓的控制方式分類的,除了PWM型,還有PFM型和PW
  M、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、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,最爲顯著的是轉子銅(鋁)耗。因爲
  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磁場(定義:傳遞實物間磁力作用的場)與轉子繞組感應電流相互作用産生電磁轉矩,從而實現機電能量轉換爲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産生的,又稱感應電動機。
  是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。高壓電動機梭型线圈绕制后,用收缩带,黄蜡绸带等绝缘材料包扎,目的是:保护线圈外绝缘、层间绝缘、匝间绝缘不至于损坏。在拉型机时免受模具夹具、鼻端销钉等摩擦,防止松动变形。除此之外,还需考虑(consider)因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外(extra)发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频(frequency conversion)器输出的非正弦条件下,其温升一般要增加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(strength)問題
  目前中小型变频(frequency conversion)器(Variable-frequency Drive),不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫,这就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,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。
  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(factor)所引起的震動和噪聲變的更加複雜。變頻電源
  變頻電源是將市電中的交流電經過AC→DC→AC變換,輸出爲純淨的正弦波,輸出頻率(frequency)和電壓一定範圍內可調。它有別于用于電機調速用的變頻調速控制器,也有別于普通交流穩壓電源。理想的交流電源的特點是頻率穩定、電壓穩定、內阻等于零、電壓波形爲純正弦波(無失真)。變頻電源十分接近于理想交流電源,因此,先進發達國家越來越多地將變頻電源用作標准供電電源,以便爲用電器提供最優良的供電環境,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的固有振動頻率一致或接近時,將産生共振現象,從而加大噪聲。由于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。
  4、電動機對頻繁啓動、制動的適應能力
  由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流(Electron flow)的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘(insulated)结构带来疲劳和加速老化问题。
  5、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(cooling)風量(定義:單位時間內空氣的流通量)與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。

  
  
  

  

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