Les moteurs ordinaires sont conçus selon une fréquence constante et une tension constante, et ne peuvent pas répondre pleinement aux exigences de régulation de la vitesse du convertisseur de fréquence, ils ne peuvent donc pas être utilisés comme moteurs de conversion de fréquence.
La différence entre un moteur à fréquence variable et un moteur ordinaire se reflète principalement dans les deux aspects suivants :
Premièrement, les moteurs ordinaires ne peuvent fonctionner que pendant une longue période à proximité de la fréquence industrielle, tandis que les moteurs à fréquence variable peuvent fonctionner pendant une longue période dans des conditions sérieusement supérieures ou inférieures à la fréquence industrielle ; par exemple, la fréquence du secteur dans notre pays est de 50 Hz. , si le moteur ordinaire reste longtemps à 5 Hz, il tombera bientôt en panne ou même sera endommagé ; et l'apparition du moteur à fréquence variable résout cette déficience du moteur ordinaire ;
Deuxièmement, les systèmes de refroidissement des moteurs ordinaires et des moteurs à fréquence variable sont différents.Le système de refroidissement d’un moteur ordinaire est étroitement lié à la vitesse de rotation. En d'autres termes, plus le moteur tourne vite, meilleur est le système de refroidissement, et plus le moteur tourne lentement, meilleur est l'effet de refroidissement, alors que le moteur à fréquence variable n'a pas ce problème.
Après avoir ajouté le convertisseur de fréquence au moteur ordinaire, l'opération de conversion de fréquence peut être réalisée, mais ce n'est pas un véritable moteur de conversion de fréquence. S'il fonctionne pendant une longue période sans fréquence d'alimentation, le moteur peut être endommagé.
01 L'influence du variateur de fréquence sur le moteur réside principalement dans le rendement et l'échauffement du moteur
L'onduleur peut générer différents niveaux de tension et de courant harmoniques pendant le fonctionnement, de sorte que le moteur fonctionne sous une tension et un courant non sinusoïdaux. , le plus important est la perte de cuivre du rotor, ces pertes provoqueront une chaleur supplémentaire au moteur, réduiront l'efficacité, réduiront la puissance de sortie et l'augmentation de la température des moteurs ordinaires augmentera généralement de 10 à 20 %.
02 La force d'isolation du moteur
La fréquence porteuse du convertisseur de fréquence varie de plusieurs milliers à plus de dix kilohertz, de sorte que l'enroulement du stator du moteur doit résister à un taux d'augmentation de tension élevé, ce qui équivaut à appliquer une tension de choc abrupte au moteur, ce qui rend le l'isolation entre spires du moteur résiste à un test plus sérieux. .
03 Bruit électromagnétique harmonique et vibration
Lorsqu'un moteur ordinaire est alimenté par un convertisseur de fréquence, les vibrations et le bruit provoqués par des facteurs électromagnétiques, mécaniques, de ventilation et autres deviendront plus compliqués. Les harmoniques contenues dans l'alimentation à fréquence variable interfèrent avec les harmoniques spatiales inhérentes à la partie électromagnétique du moteur pour former diverses forces d'excitation électromagnétique, augmentant ainsi le bruit. En raison de la large plage de fréquences de fonctionnement du moteur et de la large plage de variation de la vitesse de rotation, il est difficile pour les fréquences des diverses ondes de force électromagnétiques d'éviter la fréquence de vibration naturelle de chaque élément structurel du moteur.
04 Problèmes de refroidissement à bas régime
Lorsque la fréquence de l'alimentation est faible, la perte causée par les harmoniques de rang élevé dans l'alimentation est importante ; Deuxièmement, lorsque la vitesse du moteur diminue, le volume d'air de refroidissement diminue en proportion directe du cube de la vitesse, ce qui fait que la chaleur du moteur n'est pas dissipée et que la température augmente fortement. augmente, il est difficile d'obtenir un couple de sortie constant.
05Compte tenu de la situation ci-dessus, le moteur de conversion de fréquence adopte la conception suivante
Réduisez autant que possible la résistance du stator et du rotor et réduisez la perte de cuivre de l'onde fondamentale pour compenser l'augmentation de la perte de cuivre causée par les harmoniques plus élevées.
Le champ magnétique principal n'est pas saturé, l'un doit considérer que les harmoniques plus élevées approfondiront la saturation du circuit magnétique, et l'autre est de considérer que la tension de sortie de l'onduleur peut être augmentée de manière appropriée afin d'augmenter le couple de sortie à faible fréquences.
La conception structurelle vise principalement à améliorer le niveau d’isolation ; les problèmes de vibrations et de bruit du moteur sont pleinement pris en compte ; la méthode de refroidissement adopte un refroidissement par air forcé, c'est-à-dire que le ventilateur de refroidissement du moteur principal adopte un mode d'entraînement du moteur indépendant, et la fonction du ventilateur de refroidissement forcé est de garantir que le moteur fonctionne à basse vitesse. refroidissement.
La capacité distribuée de la bobine du moteur à fréquence variable est plus petite et la résistance de la tôle d'acier au silicium est plus grande, de sorte que l'influence des impulsions haute fréquence sur le moteur est faible et l'effet de filtrage par inductance du moteur est meilleur.
Les moteurs ordinaires, c'est-à-dire les moteurs à fréquence industrielle, doivent uniquement prendre en compte le processus de démarrage et les conditions de fonctionnement d'un point de fréquence industrielle (numéro public : contacts électromécaniques), puis concevoir le moteur ; tandis que les moteurs à fréquence variable doivent prendre en compte le processus de démarrage et les conditions de travail de tous les points dans la plage de conversion de fréquence, puis concevoir le moteur.
Afin de s'adapter au courant alternatif sinusoïdal analogique à onde modulée en largeur PWM produit par l'onduleur, qui contient de nombreuses harmoniques, la fonction du moteur à fréquence variable spécialement conçu peut en fait être comprise comme un réacteur plus un moteur ordinaire.
01 La différence entre la structure d'un moteur ordinaire et d'un moteur à fréquence variable
1. Exigences d’isolation plus élevées
Généralement, le niveau d'isolation du moteur à conversion de fréquence est F ou supérieur, et l'isolation de la terre et la résistance de l'isolation des spires doivent être renforcées, en particulier la capacité de l'isolation à résister à la tension de choc.
2. Les exigences en matière de vibrations et de bruit des moteurs à fréquence variable sont plus élevées
Le moteur à conversion de fréquence doit pleinement tenir compte de la rigidité des composants du moteur et de l'ensemble, et essayer d'augmenter sa fréquence naturelle pour éviter la résonance avec chaque onde de force.
3. La méthode de refroidissement du moteur à fréquence variable est différente
Le moteur de conversion de fréquence adopte généralement un refroidissement par ventilation forcée, c'est-à-dire que le ventilateur de refroidissement du moteur principal est entraîné par un moteur indépendant.
4. Différentes exigences en matière de mesures de protection
Des mesures d'isolation des roulements doivent être adoptées pour les moteurs à fréquence variable d'une capacité supérieure à 160 kW.La raison principale est qu'il est facile de produire un circuit magnétique asymétrique et qu'il produit également un courant d'arbre. Lorsque les courants générés par d'autres composants haute fréquence fonctionnent ensemble, le courant de l'arbre augmente considérablement, entraînant des dommages aux roulements, c'est pourquoi des mesures d'isolation sont généralement prises.Pour un moteur à fréquence variable à puissance constante, lorsque la vitesse dépasse 3 000/min, une graisse spéciale résistante aux températures élevées doit être utilisée pour compenser l'augmentation de température du roulement.
5. Différents systèmes de refroidissement
Le ventilateur de refroidissement du moteur à fréquence variable est alimenté par une alimentation indépendante pour garantir une capacité de refroidissement continue.
02 La différence entre la conception d'un moteur ordinaire et d'un moteur à fréquence variable
1. Conception électromagnétique
Pour les moteurs asynchrones ordinaires, les principaux paramètres de performances pris en compte dans la conception sont la capacité de surcharge, les performances de démarrage, le rendement et le facteur de puissance.Le moteur à fréquence variable, parce que le glissement critique est inversement proportionnel à la fréquence du réseau, peut être démarré directement lorsque le glissement critique est proche de 1. Par conséquent, la capacité de surcharge et les performances de démarrage n'ont pas besoin d'être trop prises en compte, mais la clé Le problème à résoudre est de savoir comment améliorer le couple moteur. Adaptabilité aux alimentations non sinusoïdales.
2. Conception structurelle
Lors de la conception de la structure, il est également nécessaire de prendre en compte l'influence des caractéristiques de l'alimentation non sinusoïdale sur la structure d'isolation, les vibrations et les méthodes de refroidissement du bruit du moteur à fréquence variable.
Heure de publication : 24 octobre 2022