二、電動機的絕緣強度問題

變頻器載波頻率從幾千到十幾千赫,使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當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重的考驗。

三、諧波電磁噪聲與震動

普通電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加復雜。變頻電源中含有的各次諧波與電動機電磁部分固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力,從而加大噪聲。由于電動機的工作頻率范圍寬,轉速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各結構件的固有振動頻率。

四、低轉速時的冷卻問題

當電源頻率較低時,電源中的高次諧波所引起的損耗較大;其次變通電機轉速降低時,冷卻風量與轉速的三次方成正比減小,致使電機熱量散發不出去,溫升急劇增加,難以實現恒轉矩輸出。

五、針對以上情況,變頻電機采用以下設計:

盡可能減小定子和轉子電阻,降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅耗增加

主磁場不飽和設計,一是考慮高次諧波會加深磁路飽和,二是考慮在低頻時為了提高輸出轉矩可適當提高變頻器的輸出電壓

結構設計,主要是絕緣等級提高;對電動機的振動、噪聲問題充分考慮;冷卻方式采用強迫通風冷卻,即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動方式,強冷風扇的作用就是為了保證電機在低轉速下的冷卻。

變頻電機的線圈分布電容小一點,矽鋼片的電阻大些,這樣高頻脈沖對電機的影響就小了,電機的電感濾波效果要好些。

普通電機即工頻電機只需要考慮啟動過程和工頻一個點的工作情況(公眾號:機電人脈),然后設計電機;而變頻電機需要考慮啟動過程和變頻范圍內的所有點工作情況,然后設計電機。

為了適應變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電含有大量諧波,專門制作的變頻電機,其作用實際上可理解為電抗器加普通電機。


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