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变频电机和普通电机的区别

变频电机和普通电机的区别,主要表现在以下两个方面:

第一,普通电机只能在工频附近长时间工作,而变频电机则可以长时间在严重高于,或者是低于工频的条件下进行工作;举个例子,我们国家的工频是50Hz,普通电机如果长时间在5Hz,很快就会出现故障,甚至是损坏;而变频电机的出现,就解决了普通电机的这个不足;

第二,普通电机和变频电机的散热系统不同。普通电机的散热系统和转速是息息相关的,或者说,电机的转速快,散热系统就效果好,电机转速慢,散热效果就会大打折扣,而变频电机则不存在这个问题。

普通电机加上变频器之后,是可以实现变频运行了,但并非真正的变频电机,如果长时间在非工频状态下工作,可能到电机的损坏。

一、变频器对电机的影响主要在电动机的效率和温升

变频器在运行中能产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行,里面的高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗增加,为显著的是转子铜耗,这些损耗会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,普通电动机温升一般要增加10%-20%。   

   普通电机   带独立散热风扇的变频电机

二、电动机的绝缘强度问题

变频器载波频率从几千到十几千赫,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重的考验。

三、谐波电磁噪声与震动

普通电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次谐波与电动机电磁部分固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力,从而加大噪声。由于电动机的工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各结构件的固有振动频率。

四、低转速时的冷却问题

当电源频率较低时,电源中的高次谐波所引起的损耗较大;其次变通电机转速降低时,冷却风量与转速的三次方成正比减小,致使电机热量散发不出去,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。

五、针对以上情况,变频电机采用以下设计:

尽可能减小定子和转子电阻,降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增加

主磁场不饱和设计,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可适当提高变频器的输出电压

结构设计,主要是绝缘等级提高;对电动机的振动、噪声问题充分考虑;冷却方式采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动方式,强冷风扇的作用就是为了保证电机在低转速下的冷却。

变频电机的线圈分布电容小一点,矽钢片的电阻大些,这样高频脉冲对电机的影响就小了,电机的电感滤波效果要好些。

普通电机即工频电机只需要考虑启动过程和工频一个点的工作情况(公众号:机电人脉),然后设计电机;而变频电机需要考虑启动过程和变频范围内的所有点工作情况,然后设计电机。

为了适应变频器输出的PWM调宽波模拟正弦交流电含有大量谐波,专门制作的变频电机,其作用实际上可理解为电抗器加普通电机。


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