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皖南电动机之变频调速电动机
- 2019-02-18 -

       皖南电动机中的变频调速电动机简称变频电动机,是由变频器驱动的电动机的总称。其优点是具有启动功能,电磁设计降低了定子和转子的电阻值,适应不同工况下频繁的转速变化,在一定程度上节约了能源。目前,它已成为主流的速度控制方案,可广泛应用于各行各业。

  变频电机简称变频电机,是变频器驱动电机的总称。实际上,为变频器设计的电机是一种特殊的变频电机。在变频器的驱动下,电机可以实现不同的转速和转矩,以适应负载需求的变化。变频电机是在传统鼠笼式电机的基础上发展起来的。用独立风机取代传统的电机风机,提高了电机绕组的绝缘性能。当额定工作频率下功率、频率要求较低时,可采用普通鼠笼式电动机代替。

  电磁设计

  对于变频电机,由于临界转差率与电源频率成反比,当临界转差率接近1时,可以直接启动。因此,无需过多地考虑电机的过载能力和起动性能,但要解决的关键问题是如何提高电机对非正弦电源的适应性。以下是一般方法:

  1)尽可能减小定、转子电阻。

  降低定子电阻可以降低基波的铜耗,补偿高次谐波引起的铜耗增加。

  2)为了抑制电流中的高次谐波,需要适当增加电机的电感。但转子槽的漏抗越大,集肤效应越大,高次谐波的铜耗也越大。因此,电机的漏抗应考虑到整个转速范围内阻抗匹配的合理性。

  3)变频电机主磁路一般设计为不饱和。一是高阶谐波使磁路饱和加深,二是适当提高变换器的输出电压,以提高低频时的输出转矩。

  结构设计

  在结构设计中,还考虑了非正弦电源特性对变频电机绝缘结构、振动和噪声冷却的影响。一般注意以下问题:

  1)绝缘水平,一般为F或更高,以加强地面绝缘和转动绝缘强度,特别是考虑绝缘承受冲击电压的能力。

  2)对于电机的振动和噪声,应充分考虑电机部件和整个机体的刚度,提高固有频率,避免与各种力波发生共振。

  3)冷却方式:一般采用强制通风冷却,即主电机冷却风机由独立电机驱动。

  4)160kw以上电动机应采取轴流保护措施、轴承绝缘措施。容易产生不对称磁路和轴向电流。当其它高频元件产生的电流合流时,轴向电流将大大增加,从而导致轴承损坏。因此,一般应采取绝缘措施。

  5)对于恒功率变频电机,当转速超过3000 r/min时,应采用耐高温的专用润滑脂对轴承温升进行补偿。

  原理

  变频器是一种电力控制装置,通过功率半导体器件的开关动作将电源频率转换成另一个频率。21世纪初,主要采用交-直-交变频器(VVVF或矢量控制变频)。首先,将电源频率的交流电源通过整流器转换成直流电源,再将直流电源转换成频率和电压可控的交流电源,为电机供电。变频器电路一般由整流器、中间直流环节、变频器和控制四部分组成。整流器部分为三相桥不可控整流器,逆变器部分为IGBT三相桥逆变器,输出为PWM波形。中间的直流环节是滤波、直流储能和缓冲无功功率。