《電子技術(shù)應(yīng)用》
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變頻器對電機的影響

2017-12-29
關(guān)鍵詞: 變頻器

  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(shù)。PWM以其控制簡單,、靈活,、效率高和動態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中,。PWM是開關(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的,,又稱感應(yīng)電動機。是以接近于基波頻率所對應(yīng)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(dǎo)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(yīng)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(shè)備提供功率的裝置,也稱電源供應(yīng)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(dāng)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(yán)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(gòu)成威脅,,對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會加速老化。

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  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(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)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(jìn)發(fā)達(dá)國家越來越多地將變頻電源用作標(biāo)準(zhǔn)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(shù)性能。 變頻電源主要有二大種類:線性放大型和SPWM開關(guān)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(dāng)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(gòu)件的固有震動頻率。

  4,、電動機對頻繁啟動,、制動的適應(yīng)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(jìn)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(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)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(dāng)電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置,,也稱電源供應(yīng)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(fēng)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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