為什麼變頻電機能KO普通電機？

由於變頻電源的特殊性，以及係統對高速或低速運轉、轉速動態響應等需求
，對作為動力主體的電動機，提出了苛刻的要求，給電動機帶來了在電磁

、結構、絕緣各方麵新的課題。

變頻調速目前已經成為主流的調速方案，可廣泛應用於各行各業無級變速傳動。

特(te)別(bie)是(shi)隨(sui)著(zhe)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)內(nei)日(ri)益(yi)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)，變(bian)頻(pin)電(dian)機(ji)的(de)使(shi)用(yong)也(ye)日(ri)益(yi)廣(guang)泛(fan)起(qi)來(lai)，可(ke)以(yi)這(zhe)樣(yang)說(shuo)由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)電(dian)機(ji)在(zai)變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)方(fang)麵(mian)較(jiao)普(pu)通(tong)電(dian)機(ji)的(de)優(you)越(yue)性(xing)
，凡(fan)是(shi)用(yong)到(dao)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)地(di)方(fang)我(wo)們(men)都(dou)不(bu)難(nan)看(kan)到(dao)變(bian)頻(pin)電(dian)機(ji)的(de)身(shen)影(ying)。

一、普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的，不可能完全適應變頻調速的要求

以下為變頻器對電機的影響：

1、電動機的效率和溫升的問題

不論那種形式的變頻器，在運行中均產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。據資料介紹，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為調製比）。

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

，最為顯著的是轉子銅（鋁）耗(hao)。因(yin)為(wei)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)是(shi)以(yi)接(jie)近(jin)於(yu)基(ji)波(bo)頻(pin)率(lv)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)同(tong)步(bu)轉(zhuan)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)，因(yin)此(ci)
，高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)以(yi)較(jiao)大(da)的(de)轉(zhuan)差(cha)切(qie)割(ge)轉(zhuan)子(zi)導(dao)條(tiao)後(hou)，便(bian)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)轉(zhuan)子(zi)損(sun)耗(hao)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)
，還(hai)需(xu)考(kao)慮(lv)因(yin)集(ji)膚(fu)效(xiao)應(ying)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)附(fu)加(jia)銅(tong)耗(hao)。這(zhe)些(xie)損(sun)耗(hao)都(dou)會(hui)使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)額(e)外(wai)發(fa)熱(re)
，效(xiao)率(lv)降(jiang)低(di)，輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)減(jian)小(xiao)，如(ru)將(jiang)普(pu)通(tong)三(san)相(xiang)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)運(yun)行(xing)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)非(fei)正(zheng)弦(xian)電(dian)源(yuan)條(tiao)件(jian)下(xia)，其(qi)溫(wen)升(sheng)一(yi)般(ban)要(yao)增(zeng)加(jia)10%--20%。

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(de)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)。他(ta)的(de)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)約(yue)為(wei)幾(ji)千(qian)到(dao)十(shi)幾(ji)千(qian)赫(he)，這(zhe)就(jiu)使(shi)得(de)電(dian)動(dong)機(ji)定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)要(yao)承(cheng)受(shou)很(hen)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)上(shang)升(sheng)率(lv)
，相(xiang)當(dang)於(yu)對(dui)電(dian)動(dong)機(ji)施(shi)加(jia)陡(dou)度(du)很(hen)大(da)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)壓(ya)，使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)匝(za)間(jian)絕(jue)緣(yuan)承(cheng)受(shou)較(jiao)為(wei)嚴(yan)酷(ku)的(de)考(kao)驗(yan)。另(ling)外(wai)，由(you)PWM變頻器產生的矩形斬波衝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複衝擊下會加速老化。

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

、tongfengdengyinsusuoyinqidezhendonghezaoshengbiandegengjiafuza。bianpindianyuanzhonghanyoudegecishijianxieboyudiandongjidiancibufendeguyoukongjianxieboxianghuganshe，xingchenggezhongdiancijizhenli。dangdiancilibodepinlvhediandongjijitideguyouzhendongpinlvyizhihuojiejinshi，jiangchanshenggongzhenxianxiang
，congerjiadazaosheng。youyudiandongjigongzuopinlvfanweikuan，zhuansubianhuafanweida，gezhongdiancilibodepinlvhennanbikaidiandongjidegegoujiandeguyouzhendongpinlv。

4、電動機對頻繁啟動、製動的適應能力

由(you)於(yu)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)供(gong)電(dian)後(hou)，電(dian)動(dong)機(ji)可(ke)以(yi)在(zai)很(hen)低(di)的(de)頻(pin)率(lv)和(he)電(dian)壓(ya)下(xia)以(yi)無(wu)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)的(de)方(fang)式(shi)啟(qi)動(dong)，並(bing)可(ke)利(li)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)所(suo)供(gong)的(de)各(ge)種(zhong)製(zhi)動(dong)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)製(zhi)動(dong)，為(wei)實(shi)現(xian)頻(pin)繁(fan)啟(qi)動(dong)和(he)製(zhi)動(dong)創(chuang)造(zao)了(le)條(tiao)件(jian)
，因(yin)而(er)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)和(he)電(dian)磁(ci)係(xi)統(tong)處(chu)於(yu)循(xun)環(huan)交(jiao)變(bian)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，給(gei)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)和(he)絕(jue)緣(yuan)結(jie)構(gou)帶(dai)來(lai)疲(pi)勞(lao)和(he)加(jia)速(su)老(lao)化(hua)問(wen)題(ti)。

5
、低轉速時的冷卻問題

shouxian，yibudiandongjidezukangbujinlixiang，dangdianyuanpinlvjiaodishi

，dianyuanzhonggaocixiebosuoyinqidesunhaojiaoda。qici，putongyibudiandongjizaizhuansujiangdishi，lengquefengliangyuzhuansudesancifangchengbilijianxiao
，zhishidiandongjidedisulengquezhuangkuangbianhuai
，wenshengjijuzengjia，nanyishixianhengzhuanjushuchu。

二
、變頻電動機的特點

1、電磁設計

對普通異步電動機來說，在設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由於臨界轉差率反比於電源頻率，可以在臨界轉差率接近1shizhijieqidong，yinci，guozainengliheqidongxingnengbuzaixuyaoguoduokaolv，eryaojiejuedeguanjianwentishiruhegaishandiandongjiduifeizhengxianbodianyuandeshiyingnengli。fangshiyibanruxia：

1） 盡可能的減小定子和轉子電阻。
減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增
2）weiyizhidianliuzhongdegaocixiebo，xushidangzengjiadiandongjidediangan。danzhuanzicaoloukangjiaodaqijifuxiaoyingyeda，gaocixiebotonghaoyezengda。yinci，diandongjiloukangdedaxiaoyaojiangudaozhenggetiaosufanweineizukangpipeidehelixing。
3）bianpindiandongjidezhuciluyibanshejichengbubaohezhuangtai，yishikaolvgaocixiebohuijiashencilubaohe
，ershikaolvzaidipinshi，weiletigaoshuchuzhuanjuershidangtigaobianpinqideshuchudianya。

2
、結構設計

在結構設計時
，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方麵的影響，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，特別要考慮絕緣耐衝擊電壓的能力。
2）對電機的振動
、噪聲問題
，要充分考慮電動機構件及整體的剛性
，盡力提高其固有頻率
，以避開與各次力波產生共振現象。
3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。
4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電dian動dong機ji應ying采cai用yong軸zhou承cheng絕jue緣yuan措cuo施shi。主zhu要yao是shi易yi產chan生sheng磁ci路lu不bu對dui稱cheng，也ye會hui產chan生sheng軸zhou電dian流liu，當dang其qi他ta高gao頻pin分fen量liang所suo產chan生sheng的de電dian流liu結jie合he一yi起qi作zuo用yong時shi，軸zhou電dian流liu將jiang大da為wei增zeng加jia
，從cong而er導dao致zhi軸zhou承cheng損sun壞huai，所suo以yi一yi般ban要yao采cai取qu絕jue緣yuan措cuo施shi。
5）對恒功率變頻電動機
，當轉速超過3000/min時
，應采用耐高溫的特殊潤滑脂
，以補償軸承的溫度升高。

1、 特點：

1） 功率因數超前，一般額定功率因數為0.9，有利於改善電網的功率因數，增加電網容量。

2） 運行穩定性高，當電網電壓突然下降到額定值的80%時

，其勵磁係統一般能自動調節實行強行勵磁，保證電動機的運行穩定。

3）過載能力比相應的異步電動機大。

4）運行效率高，尤其是低速異步電動機。

2、 啟動方式

1） 異步啟動法，同步電動機多數在轉子上裝有類似與異步電機籠式繞組的啟動繞組。在勵磁回路串接約為勵磁繞組電阻值10倍的附加電阻來構成閉合電路，把同步電動機的定子直接接入電網，使之按異步電動機啟動，當轉速達到亞同步轉速（95%）時，再切除附加電阻。
2） 變頻啟動，用變頻器啟動，不在贅述。

3、 應用

做過油田節電的師傅都知道，油田的抽油機電機
，由於要求的啟動轉矩大，工程師設計時一般將電機設計的很大，這就出現“大馬拉小車”現象
，如：55KW的抽油機電機，在平衡塊基本調好後
，其實際有功一般在十幾個KW，有時還小。我曾做過這樣的改造，將抽油機55KW異步電動機改為22KW同步電機，後用變頻器控製

，當然也可以根據排液量或別的信號進行自動控製。節電率可達40%。

因(yin)此(ci)
，異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)，同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)，變(bian)頻(pin)電(dian)動(dong)機(ji)三(san)者(zhe)各(ge)有(you)特(te)點(dian)，主(zhu)要(yao)看(kan)您(nin)所(suo)控(kong)製(zhi)的(de)工(gong)況(kuang)環(huan)境(jing)，當(dang)然(ran)還(hai)要(yao)根(gen)據(ju)工(gong)程(cheng)成(cheng)本(ben)
，能(neng)用(yong)異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)盡(jin)量(liang)用(yong)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)。

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