מה ההבדל בין מנוע בתדר משתנה למנוע רגיל?

מנועים רגילים מתוכננים לפי תדר קבוע ומתח קבוע, ואינם יכולים לעמוד במלואם בדרישות של ויסות מהירות ממיר תדרים, ולכן לא ניתן להשתמש בהם כמנועי המרת תדרים.

ההבדל בין מנוע בתדר משתנה למנוע רגיל בא לידי ביטוי בעיקר בשני ההיבטים הבאים:

ראשית, מנועים רגילים יכולים לעבוד רק זמן רב בסמוך לתדר ההספק, בעוד שמנועים בתדר משתנה יכולים לעבוד במשך זמן רב בתנאים שהם ברצינות גבוהים או נמוכים מתדר ההספק; למשל, תדר החשמל במדינה שלנו הוא 50Hz. , אם המנוע הרגיל עומד על 5Hz במשך זמן רב, הוא ייכשל בקרוב או אפילו ייפגע; והמראה של מנוע התדר המשתנה פותר את החסר הזה של המנוע הרגיל;

שנית, מערכות הקירור של מנועים רגילים ושל מנועים בתדר משתנה שונות.מערכת הקירור של מנוע רגיל קשורה קשר הדוק למהירות הסיבוב. במילים אחרות, ככל שהמנוע מסתובב מהר יותר, מערכת הקירור טובה יותר, וככל שהמנוע מסתובב איטי יותר, כך אפקט הקירור טוב יותר, בעוד שלמנוע בתדר משתנה אין בעיה זו.

לאחר הוספת ממיר התדר למנוע הרגיל, ניתן לממש את פעולת המרת התדר, אך אין מדובר במנוע המרת תדרים אמיתי. אם הוא עובד תחת תדר ללא חשמל במשך זמן רב, המנוע עלול להינזק.

01 השפעת ממיר התדרים על המנוע היא בעיקר ביעילות ועליית הטמפרטורה של המנוע

המהפך יכול לייצר רמות שונות של מתח וזרם הרמוני במהלך הפעולה, כך שהמנוע פועל תחת מתח וזרם לא-סינוסואידים. , המשמעותי ביותר הוא אובדן הנחושת הרוטור, הפסדים אלו יהפכו את המנוע לחום נוסף, יפחיתו את היעילות, יפחיתו את הספק המוצא, ועליית הטמפרטורה של מנועים רגילים עולה בדרך כלל ב-10%-20%.

02 חוזק הבידוד של המנוע

תדר הנשא של ממיר התדרים נע בין כמה אלפים ליותר מעשרה קילו-הרץ, כך שפיתול הסטטור של המנוע צריך לעמוד בקצב עליית מתח גבוה, המקביל להפעלת מתח דחף תלול על המנוע, מה שהופך את בידוד בין פניות של המנוע עומד במבחן רציני יותר. .

03 רעש ורטט אלקטרומגנטי הרמוני

כאשר מנוע רגיל מופעל על ידי ממיר תדרים, הרטט והרעש הנגרמים מגורמים אלקטרומגנטיים, מכניים, אוורור ואחרים יסתבכו יותר. ההרמוניות הכלולות באספקת הכוח בתדר משתנה מפריעות להרמוניות החלל המובנות של החלק האלקטרומגנטי של המנוע כדי ליצור כוחות עירור אלקטרומגנטיים שונים, ובכך להגביר את הרעש. בשל טווח תדרי ההפעלה הרחב של המנוע והטווח הרחב של שינוי מהירות הסיבוב, קשה לתדרים של גלי כוח אלקטרומגנטיים שונים להימנע מתדר הרטט הטבעי של כל אחד מחברי המבנה של המנוע.

04 בעיות קירור בסל"ד נמוך

כאשר התדר של ספק הכוח נמוך, ההפסד הנגרם על ידי ההרמוניות מסדר גבוה באספקת החשמל הוא גדול; שנית, כאשר מהירות המנוע יורדת, נפח אוויר הקירור יורד ביחס ישר לקוביית המהירות, וכתוצאה מכך חום המנוע אינו מתפזר והטמפרטורה עולה בחדות. להגדיל, קשה להשיג תפוקת מומנט קבועה.

05לאור המצב לעיל, מנוע המרת התדר מאמץ את העיצוב הבא

הפחיתו ככל האפשר את התנגדות הסטטור והרוטור והקטינו את אובדן הנחושת של הגל הבסיסי כדי לפצות על העלייה באובדן הנחושת הנגרמת על ידי הרמוניות גבוהות יותר.

השדה המגנטי הראשי אינו רווי, האחד הוא לקחת בחשבון שהרמוניות גבוהות יותר יעמיקו את הרוויה של המעגל המגנטי, והשני הוא לקחת בחשבון שניתן להגדיל את מתח המוצא של המהפך בצורה מתאימה על מנת להגדיל את מומנט המוצא בנמוך תדרים.

התכנון המבני נועד בעיקר לשיפור רמת הבידוד; בעיות הרטט והרעש של המנוע נחשבות במלואן; שיטת הקירור מאמצת קירור אוויר מאולץ, כלומר מאוורר הקירור הראשי של המנוע מאמץ מצב הנעה עצמאי של המנוע, ותפקידו של מאוורר הקירור המאולץ הוא להבטיח שהמנוע יפעל במהירות נמוכה. הֵרָגְעוּת.

הקיבול המחולק בסליל של מנוע התדר המשתנה קטן יותר, וההתנגדות של פלדת הסיליקון גדולה יותר, כך שהשפעת פולסים בתדר גבוה על המנוע קטנה, והשפעת סינון השראות של המנוע טובה יותר.

מנועים רגילים, כלומר מנועי תדר כוח, צריכים לשקול רק את תהליך ההתחלה ואת תנאי העבודה של נקודה אחת של תדר כוח (מספר ציבורי: מגעים אלקטרומכניים), ולאחר מכן לתכנן את המנוע; בעוד שמנועי תדר משתנה צריכים לשקול את תהליך ההתחלה ואת תנאי העבודה של כל הנקודות בטווח המרת התדר, ולאחר מכן לתכנן את המנוע.

על מנת להתאים פלט זרם חילופין אנלוגי סינוסואידאלי מאופנן לרוחב PWM על ידי המהפך, המכיל הרבה הרמוניות, ניתן להבין את הפונקציה של מנוע התדר המשתנה במיוחד ככור פלוס מנוע רגיל.

01 ההבדל בין מנוע רגיל למבנה מנוע בתדר משתנה

1. דרישות בידוד גבוהות יותר

בדרך כלל, דרגת הבידוד של מנוע המרת התדר היא F ומעלה, ויש לחזק את בידוד הקרקע ואת חוזק הבידוד של הסיבובים, במיוחד את יכולת הבידוד לעמוד במתח דחף.

2. דרישות הרטט והרעש של מנועים בתדר משתנה גבוהות יותר

מנוע המרת התדר צריך לשקול במלואו את הקשיחות של רכיבי המנוע ושל כולו, ולנסות להגביר את התדר הטבעי שלו כדי למנוע תהודה עם כל גל כוח.

3. שיטת הקירור של מנוע התדר המשתנה שונה

מנוע המרת התדר מאמץ בדרך כלל קירור אוורור מאולץ, כלומר מאוורר הקירור הראשי של המנוע מונע על ידי מנוע עצמאי.

4. דרישות שונות לאמצעי הגנה

יש לאמץ אמצעי בידוד מיסבים עבור מנועים בתדר משתנה עם קיבולת העולה על 160kW.הסיבה העיקרית היא שקל לייצר מעגל מגנטי א-סימטרי, וגם מייצר זרם פיר. כאשר הזרמים הנוצרים על ידי רכיבים אחרים בתדר גבוה עובדים יחד, זרם הפיר יגדל מאוד, וכתוצאה מכך נזק למסבים, ולכן בדרך כלל ננקטים אמצעי בידוד.עבור מנוע הספק קבוע בתדר משתנה, כאשר המהירות עולה על 3000/דקה, יש להשתמש בשומן מיוחד עם התנגדות לטמפרטורה גבוהה כדי לפצות על עליית הטמפרטורה של המיסב.

5. מערכות קירור שונות

מאוורר הקירור של המנוע בתדר משתנה מופעל על ידי ספק כוח עצמאי כדי להבטיח קיבולת קירור רציפה.

02 ההבדל בין עיצוב מנוע רגיל למנוע בתדר משתנה

1. עיצוב אלקטרומגנטי

עבור מנועים אסינכרוניים רגילים, פרמטרי הביצועים העיקריים הנחשבים בתכנון הם קיבולת עומס יתר, ביצועי התנעה, יעילות ומקדם הספק.את המנוע בתדר משתנה, מכיוון שההחלקה הקריטית עומדת ביחס הפוך לתדר ההספק, ניתן להפעיל ישירות כאשר ההחלקה הקריטית קרובה ל-1. לכן, אין צורך להתייחס ליכולת עומס יתר וביצועי ההתנעה יותר מדי, אלא למפתח. הבעיה שיש לפתור היא כיצד לשפר את צמד המנועים. יכולת הסתגלות לספקי כוח לא סינוסואידיים.

2. עיצוב מבני

בעת תכנון המבנה, יש לשקול גם את ההשפעה של מאפייני אספקת החשמל הלא-סינוסואידיים על מבנה הבידוד, הרטט ושיטות קירור הרעש של מנוע התדר המשתנה.