在日常生活中,我們經常在家用電器中看到各種各樣的電機,比如直流無刷電機、感應電機、串激電機、三相變頻電機等。,并且交流電機用于電風扇;直流電機、調速電機、定速電機、制動電機等。有時用于其他工業生產領域。
然而,在許多電機中,定速電機和調速電機有什么區別?
1.恒頻恒壓設計了定速異步電機,不能完全滿足變速要求。
以下是變頻器對電機的影響。
1.電機的效率和溫升。
無論是哪種變頻器,在運行過程中都會產生不同程度的諧波電壓和電流,使電機在非正弦電壓和電流下運行。數據顯示,以目前廣泛使用的正弦波PWM變頻器為例,其低諧波基本為零,其余高諧波分量約為載波頻率的兩倍:2u+1(u為調制比)。
高諧波會導致電機定子銅消耗、轉子銅(鋁)消耗、鐵耗和附加損耗的增加,最顯著的是轉子銅(鋁)消耗。由于異步電機以接近基波頻率的同步轉速旋轉,高諧波電壓在大轉差下切割轉子導條后會產生很大的轉子損失。此外,還需要考慮皮膚收集效引起的附加銅消耗。這些損耗會使電機額外加熱,降低效率,降低輸出功率。例如,在變頻器輸出的非正弦電源條件下,普通三相異步電機的溫升一般會增加10%-20%。
2.電機的絕緣強度。
目前,許多中小型變頻器采用PWM控制。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫,這使得電機定子繞組承受著很高的電壓上升率,相當于對電機施加了很大的沖擊電壓,使得電機的匝間絕緣承受著嚴峻的考驗。此外,PWM變頻器產生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電機運行電壓上,會對電機的地面絕緣構成威脅,在高壓的反復沖擊下,地面絕緣會加速老化。
3.諧波電磁噪聲和振動。
當普通異步電機由變頻器供電時,電磁、機械、通風等因素引起的振動和噪聲會變得更加復雜。變頻電源中所含的時間諧波與電機電磁部分的固有空間諧波相互干擾,形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率與電機機固有振動頻率一致或接近時,會產生共振現象,從而增加噪聲。由于電機工作頻率范圍廣,轉速變化范圍大,各種電磁力波的頻率難以避免電機各部件的固有振動頻率。
4.電機對頻繁啟動和制動的適應性。
由于變頻器供電后,電機可以在非常低的頻率和電壓下無沖擊電流啟動,變頻器提供的各種制動方式可以快速制動,為實現頻繁啟動和制動創造了條件。因此,電機的機械系統和電磁系統處于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。
5.低速冷卻問題。
首先,異步電機的阻抗并不理想。當電源頻率較低時,電源中高次諧波造成的損失較大。其次,當普通異步電機再轉速降低時,冷卻風量與轉速的三方成比例降低,導致電機低速冷卻狀況惡化,溫升急劇上升,難以實現恒轉矩輸出。
二、變頻電機的特點。
1.電磁設計。
對于普通異步電機,重新設計的主要性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因素。變頻電機,由于臨界轉差率與電源頻率相比,可以在臨界轉差率接近1時直接啟動。因此,過載能力和啟動性能不需要考慮太多,關鍵問題是如何提高電機對非正弦波電源的適應性。方法一般如下:
1)盡量減少定子和轉子電阻。
降低定子電阻可以降低基波銅耗,以彌補高諧波引起的銅耗增加。
2)為了抑制電流中的高諧波,需要適當增加電機的電感。但轉子槽漏抗較大,其集膚效果也較大,高諧波銅耗也增加。因此,電機漏抗的大小應考慮到整個調速范圍內阻抗匹配的合理性。
3)變頻電機的主磁路一般設計為不飽和狀態。首先,考慮到高諧波會加深磁路飽和,其次,為了提高低頻輸出扭矩,適當提高變頻器的輸出電壓。
2.結構設計。
在再結構設計中,主要考慮變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等。,并且一般注意以下問題:
1)絕緣等級,一般為F級或更高,加強對地絕緣和線匝絕緣強度,特別考慮絕緣抗沖擊電壓的能力。
2)對于電機的振動和噪聲問題,應充分考慮電機構件和整體剛度,盡量提高其固有頻率,避免與各種力波產生共振。
3)冷卻方式:一般采用強制通風冷卻,即主電機散熱風扇由獨立電機驅動。
4)采取軸承絕緣措施防止軸電流。主要是容易產生磁路不對稱和軸電流。當其他高頻分量產生的電流結合在一起時,軸電流會大大增加,導致軸承損壞,因此一般采取絕緣措施。
5)對于恒功率變頻電機,當轉速超過3000/min時,應使用耐高溫的特殊潤滑脂來補償軸承溫度的升高。