Gewöhnliche Motoren sind auf konstante Frequenz und konstante Spannung ausgelegt und können die Anforderungen der Frequenzumrichter-Geschwindigkeitsregelung nicht vollständig erfüllen, sodass sie nicht als Frequenzumwandlungsmotoren verwendet werden können.
Der Unterschied zwischen einem Motor mit variabler Frequenz und einem normalen Motor spiegelt sich hauptsächlich in den folgenden zwei Aspekten wider:
Erstens können gewöhnliche Motoren nur über einen langen Zeitraum in der Nähe der Netzfrequenz arbeiten, während Motoren mit variabler Frequenz über einen langen Zeitraum unter Bedingungen arbeiten können, die erheblich über oder unter der Netzfrequenz liegen. Beispielsweise beträgt die Netzfrequenz in unserem Land 50 Hz. Wenn der normale Motor längere Zeit bei 5 Hz läuft, fällt er bald aus oder wird sogar beschädigt. und das Erscheinen des Motors mit variabler Frequenz behebt diesen Mangel des gewöhnlichen Motors;
Zweitens sind die Kühlsysteme von gewöhnlichen Motoren und Motoren mit variabler Frequenz unterschiedlich.Das Kühlsystem eines gewöhnlichen Motors hängt eng mit der Drehzahl zusammen. Mit anderen Worten: Je schneller der Motor dreht, desto besser ist das Kühlsystem, und je langsamer der Motor dreht, desto besser ist die Kühlwirkung, während der Motor mit variabler Frequenz dieses Problem nicht hat.
Nach dem Hinzufügen des Frequenzumrichters zum normalen Motor kann der Frequenzumwandlungsvorgang realisiert werden, es handelt sich jedoch nicht um einen echten Frequenzumwandlungsmotor. Wenn der Motor längere Zeit ohne Netzfrequenz betrieben wird, kann es zu Schäden am Motor kommen.
01 Der Einfluss des Frequenzumrichters auf den Motor liegt hauptsächlich im Wirkungsgrad und im Temperaturanstieg des Motors
Der Wechselrichter kann im Betrieb unterschiedliche Oberschwingungsspannungen und -ströme erzeugen, so dass der Motor mit nicht-sinusförmiger Spannung und Strom läuft. Am bedeutendsten ist der Kupferverlust des Rotors. Diese Verluste führen zu einer zusätzlichen Erwärmung des Motors, verringern den Wirkungsgrad, verringern die Ausgangsleistung und der Temperaturanstieg normaler Motoren erhöht sich im Allgemeinen um 10 bis 20 %.
02 Die Isolationsfestigkeit des Motors
Die Trägerfrequenz des Frequenzumrichters liegt im Bereich von mehreren tausend bis über zehn Kilohertz, so dass die Statorwicklung des Motors einem hohen Spannungsanstieg standhalten muss, was dem Anlegen einer steilen Stoßspannung an den Motor gleichkommt, die den Motor belastet Die Isolierung zwischen den Windungen des Motors muss einem strengeren Test standhalten. .
03 Harmonische elektromagnetische Geräusche und Vibrationen
Wenn ein gewöhnlicher Motor von einem Frequenzumrichter angetrieben wird, werden die Vibrationen und Geräusche, die durch elektromagnetische, mechanische, Belüftungs- und andere Faktoren verursacht werden, komplizierter. Die in der Stromversorgung mit variabler Frequenz enthaltenen Harmonischen interferieren mit den inhärenten Raumharmonischen des elektromagnetischen Teils des Motors und bilden verschiedene elektromagnetische Erregerkräfte, wodurch das Geräusch zunimmt. Aufgrund des großen Betriebsfrequenzbereichs des Motors und des großen Bereichs der Drehzahlschwankung ist es für die Frequenzen verschiedener elektromagnetischer Kraftwellen schwierig, die Eigenschwingungsfrequenz jedes Strukturelements des Motors zu vermeiden.
04 Kühlprobleme bei niedriger Drehzahl
Wenn die Frequenz der Stromversorgung niedrig ist, ist der durch die Oberschwingungen höherer Ordnung in der Stromversorgung verursachte Verlust groß; Zweitens verringert sich bei abnehmender Drehzahl des Motors die Kühlluftmenge direkt proportional zur dritten Potenz der Drehzahl, was dazu führt, dass die Wärme des Motors nicht abgeführt wird und die Temperatur stark ansteigt. Wenn sich die Drehzahl erhöht, ist es schwierig, eine konstante Drehmomentabgabe zu erreichen.
05In Anbetracht der oben genannten Situation nimmt der Frequenzumwandlungsmotor das folgende Design an
Reduzieren Sie den Stator- und Rotorwiderstand so weit wie möglich und verringern Sie den Kupferverlust der Grundwelle, um den durch höhere Harmonische verursachten Anstieg des Kupferverlusts auszugleichen.
Das Hauptmagnetfeld ist nicht gesättigt. Zum einen ist zu berücksichtigen, dass höhere Harmonische die Sättigung des Magnetkreises vertiefen, und zum anderen ist zu berücksichtigen, dass die Ausgangsspannung des Wechselrichters entsprechend erhöht werden kann, um das Ausgangsdrehmoment bei niedrigen Temperaturen zu erhöhen Frequenzen.
Der strukturelle Entwurf dient hauptsächlich der Verbesserung des Isolationsniveaus; die Vibrations- und Geräuschprobleme des Motors werden vollständig berücksichtigt; Bei der Kühlmethode handelt es sich um eine erzwungene Luftkühlung, d. h. der Hauptmotorkühlventilator übernimmt einen unabhängigen Motorantriebsmodus, und die Funktion des erzwungenen Kühlventilators besteht darin, sicherzustellen, dass der Motor mit niedriger Drehzahl läuft. Abkühlung.
Die verteilte Spulenkapazität des Motors mit variabler Frequenz ist kleiner und der Widerstand des Siliziumstahlblechs größer, so dass der Einfluss von Hochfrequenzimpulsen auf den Motor gering ist und die Induktivitätsfilterwirkung des Motors besser ist.
Gewöhnliche Motoren, also Netzfrequenzmotoren, müssen nur den Startvorgang und die Arbeitsbedingungen eines Punkts der Netzfrequenz (öffentliche Nummer: elektromechanische Kontakte) berücksichtigen und dann den Motor entwerfen; Bei Motoren mit variabler Frequenz hingegen müssen der Startvorgang und die Arbeitsbedingungen aller Punkte innerhalb des Frequenzumwandlungsbereichs berücksichtigt und dann der Motor ausgelegt werden.
Um sich an den vom Wechselrichter ausgegebenen analogen sinusförmigen Wechselstrom mit PWM-Breite modulierter Welle anzupassen, der viele Oberwellen enthält, kann die Funktion des speziell angefertigten Motors mit variabler Frequenz tatsächlich als Drossel plus gewöhnlicher Motor verstanden werden.
01 Der Unterschied zwischen normalem Motor und Motorstruktur mit variabler Frequenz
1. Höhere Isolationsanforderungen
Im Allgemeinen beträgt die Isolationsklasse des Frequenzumwandlungsmotors F oder höher, und die Erdungsisolierung und die Isolationsfestigkeit der Windungen sollten verstärkt werden, insbesondere die Fähigkeit der Isolierung, Stoßspannungen standzuhalten.
2. Die Vibrations- und Geräuschanforderungen von Motoren mit variabler Frequenz sind höher
Der Frequenzumwandlungsmotor sollte die Steifigkeit der Motorkomponenten und des Ganzen vollständig berücksichtigen und versuchen, seine Eigenfrequenz zu erhöhen, um Resonanz bei jeder Kraftwelle zu vermeiden.
3. Die Kühlmethode des Motors mit variabler Frequenz ist unterschiedlich
Der Frequenzumwandlungsmotor verwendet im Allgemeinen eine Zwangsbelüftungskühlung, d. h. der Hauptmotorkühlventilator wird von einem unabhängigen Motor angetrieben.
4. Unterschiedliche Anforderungen an Schutzmaßnahmen
Für Motoren mit variabler Frequenz und einer Leistung über 160 kW sollten Maßnahmen zur Lagerisolierung ergriffen werden.Der Hauptgrund dafür ist, dass es einfach ist, einen asymmetrischen Magnetkreis zu erzeugen und außerdem Wellenstrom erzeugt. Wenn die von anderen Hochfrequenzkomponenten erzeugten Ströme zusammenarbeiten, steigt der Wellenstrom stark an, was zu Lagerschäden führt. Daher werden im Allgemeinen Isolationsmaßnahmen ergriffen.Bei Motoren mit konstanter Leistung und variabler Frequenz sollte bei Drehzahlen über 3000 U/min ein Spezialfett mit hoher Temperaturbeständigkeit verwendet werden, um den Temperaturanstieg des Lagers auszugleichen.
5. Verschiedene Kühlsysteme
Der Motorkühlventilator mit variabler Frequenz wird von einer unabhängigen Stromversorgung gespeist, um eine kontinuierliche Kühlleistung sicherzustellen.
02 Der Unterschied zwischen normalem Motor und Motordesign mit variabler Frequenz
1. Elektromagnetisches Design
Bei gewöhnlichen Asynchronmotoren sind die wichtigsten bei der Konstruktion berücksichtigten Leistungsparameter Überlastfähigkeit, Anlaufleistung, Wirkungsgrad und Leistungsfaktor.Da der kritische Schlupf umgekehrt proportional zur Netzfrequenz ist, kann der Motor mit variabler Frequenz direkt gestartet werden, wenn der kritische Schlupf nahe bei 1 liegt. Daher müssen die Überlastfähigkeit und die Startleistung nicht zu sehr berücksichtigt werden, sondern der Schlüssel Das zu lösende Problem besteht darin, das Motorpaar zu verbessern. Anpassungsfähigkeit an nicht-sinusförmige Stromversorgungen.
2. Strukturelles Design
Beim Entwurf der Struktur muss auch der Einfluss der nicht-sinusförmigen Stromversorgungseigenschaften auf die Isolationsstruktur sowie die Vibrations- und Geräuschkühlungsmethoden des Motors mit variabler Frequenz berücksichtigt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. Okt. 2022