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变频电动机的特点

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2019-02-18 08:46【

变频电动机的特点


1、电磁设计

对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下:

1) 尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增加。

2)为抑制电流中的高次谐波,需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大,高次谐波铜耗也增大。因此,电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3)变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态,一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时,为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。


2、结构设计

再结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般注意以下问题:

1) 绝缘等级,一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2) 对电机的振动、噪声问题,要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。

3) 冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4) 防止轴电流措施,对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,从而导致轴承损坏,所以一般要采取绝缘措施。

5) 对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂,以补偿轴承的温度升高。

6) 变频控制原理

Eg=4.44f1N1kn1фm

控制公式

Eg --气隙磁通在定子每相中的感应电动势的有效值;

f1 --定子频率;

N1 --定子每相绕组的串联匝数;

kn1 --基波绕组系数;

Φm --每极气隙磁通量;


基频以下调速

由式“控制公式”可知,只要Eg /f1保持为常值,就可以保持фm不变。但是,绕组中的感应电动势是很难直接控制的,在电动势较高时可以忽略定子绕组的阻抗压降而认定U1≈Eg,则有U1 /f1 = 常值;在低频时U1和Eg都比较小,这时不能忽略,可以人为的抬高U1去补尝定子绕组的阻抗压降。


基频以上调速

当基频以上调速时,频率往上升高,但U1却不能比额定电压U1n还要大,顶多只能使 U1 =U1n。因此,由式"控制公式"可知,这将迫使磁通与频率成反比,相当于直流电机弱磁升速的情况。

将以上二种情况结合起来就可以得到异步电机如以上图所示的变频调速特性。同时这也是变频电机调速的V/F曲线图。在实际运用中,V/F开环控制也是沿着这条曲线进行的。



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