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电动机可以在很低的频率和电压 下以无冲击电流

时间:2019-04-28 21:06 作者:admin 点击:

  变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

  可以配变频器,但是要考虑电机的散热问题,因为普通电机的风叶和转子是一个轴,最好不要在低速下长期运行。因为:

  2、普通电机的冷却风扇和电机同轴,电机低速运行时,冷却风扇转速也降低,冷却效果变差。

  变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现,使得复杂的调速控制简单化,用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作,缩小了体积,降低了维修率,使传动技术发展到新阶段。

  1、首先使用的是价格便宜、容易维护的笼型感应电动机。并且,可直接使用原有感应电动机,不必改造机械和驱动系统,提高机械功能。

  2、可进行连续、广泛的作。 使用原有的常用电源时,利用另外的变速设备(减速机、传动带等)进行变速。但是,只能进行阶段性变速、不能进行连续变速。

  3、以变频器可替代直流发动机,这时使用感应电动机。与直流发动机相同,无需刷子、slip-ring等,维护性和耐环境性优秀。

  5、减低启动电流。 通过变频器的软启动和软关闭,能减低启动电流到电机启动时额定电流的1.5~2倍。一般直入启动时,流动额定电流6倍的启动电流,因此会给电机的频繁运转/停止带来负荷。

  9、在通风机、抽水机等使用变频器,能节减能源;用于空调设备,能创出舒适环境。

  11、用最佳速度控制,提高质量。 选定变频器配置时,要充分把握负载特性。

  变频电机是指在标准环境条件下,以100%额定负载在10%~100%额定速度范围内连续运行,温升不会超过该电机标定容许值的电机。

  所的家用电器在电机运行中,均产生不同 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。高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗,铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是团队子铜耗。因为普通的交流异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需要考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会合适电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,但如果使用变频电机,其能耗能减少20%-30%左右。

  普通异步电动机由于电磁、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时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽,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构件的固有震动频率。但是变频电机就可以有效解决这些问题。

  变频电机可解决普通异步电动机效率、温升、绝缘强度、噪声与震动和冷却,以及频繁启动、制动给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化等问题,还可有效降低电机在启动是的瞬间电压。变频电机可无极变速无极调速就是从停止到最快速度,或从最快速度到停止,没有档位,是逐步变快或变慢。另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求,而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

  电机在运行时载波频率约几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机匝间绝缘承受较为严酷的考验,而变频电机可以工作在整流滤波之下的电压之下,性能可以更加稳定,而且寿命更长久。

  无极调速就是从停止到最快速度,或从最快速度到停止,没有档位,是逐步变快或变慢,另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求,而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

  不论那种形式的变频器,在运行中均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。拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u+1(u为调制比)。

  高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%--20%。

  目前中小型变频器,不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫,这就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酷的考验。另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

  普通异步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时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽,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构件的固有震动频率。。

  由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

  首先,异步电动机的阻抗不尽理想,当电源频率较底时,电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次,普通异步电动机再转速降低时,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。

  二次转矩负载,在转速降低时,转矩也降低,发热量也降低,适合选用普通的电机用于变频,但时间已不在低于40%同步速的情况下使用。其他的负载,在60%同步速及以上运行时,选用普通的电机。在25%60%同步速运行时,选用外部强制冷却笼性电动机,即变频专用电机。当转速低于25%同步速时,选用完全强制冷却电动机。即矢量专用电动机。

  不同的变频控制方式控制的速度的速度是不一样的,采用U/F控制方式控制速度的范围是1501470m/min;采用无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制,控制速度的范围是601500m/min;采用速度传感器的矢量控制和直接转矩控制,控制速度的范围是51500m/min,在5m/min时运行的稳定性不太好。