可変周波数モーターと通常のモーターの違いは何ですか?

通常のモータは定周波数、定電圧に基づいて設計されており、周波数変換器の速度規制の要件を完全に満たすことができないため、周波数変換モータとして使用することはできません。

可変周波数モーターと通常のモーターの違いは、主に次の 2 つの側面に反映されます。

まず、通常のモーターは電源周波数付近でしか長時間動作しませんが、可変周波数モーターは電源周波数より大幅に高いまたは低い条件下でも長時間動作できます。たとえば、我が国の電源周波数は 50Hz です。 、通常のモーターが 5Hz で長時間使用されると、すぐに故障するか、さらには損傷します。そして、可変周波数モータの登場により、この通常のモータの欠点が解決されました。

第二に、通常のモーターと可変周波数モーターの冷却システムは異なります。一般的なモーターの冷却システムは回転速度と密接に関係しています。つまり、モーターの回転が速いほど冷却効果が高く、モーターの回転が遅いほど冷却効果が高くなりますが、可変周波数モーターではこの問題がありません。

通常のモーターに周波数変換器を追加すると、周波数変換動作を実現できますが、それは実際の周波数変換モーターではありません。無電源周波数状態で長時間動作するとモーターが破損する恐れがあります。

01 周波数変換器がモーターに与える影響は主にモーターの効率と温度上昇です。

インバータは動作中にさまざまなレベルの高調波電圧と電流を生成できるため、モータは非正弦波の電圧と電流で動作します。最も重要なのはローターの銅損で、これらの損失によりモーターが余分に熱を持ち、効率が低下し、出力電力が低下し、通常のモーターの温度上昇は一般に 10% ～ 20% 増加します。

02 モーターの絶縁強度

周波数変換器のキャリア周波数の範囲は数千キロヘルツから十キロヘルツ以上であるため、モータの固定子巻線は高い電圧上昇率に耐える必要があります。これはモータに急峻なインパルス電圧を印加するのと同じであり、モーターのターン間絶縁は、より厳しいテストに耐えます。 。

03 高調波電磁騒音と振動

通常のモーターが周波数変換器によって駆動される場合、電磁的、機械的、換気などの要因によって発生する振動や騒音はさらに複雑になります。可変周波数電源に含まれる高調波は、モーターの電磁部分の固有の空間高調波と干渉してさまざまな電磁加振力を形成し、それによって騒音が増加します。モータの動作周波数範囲が広く、回転速度変動範囲も広いため、各種電磁力波の周波数がモータの各構成部材の固有振動周波数を避けることが困難です。

04 低回転時の冷却の問題

電源の周波数が低い場合、電源の高次高調波による損失が大きくなります。次に、モーターの回転数が低下すると、冷却風量が回転数の３乗に比例して減少するため、モーターの熱が放散されずに温度が急激に上昇します。増加すると、一定のトルク出力を達成することが困難になります。

05上記の状況を考慮して、周波数変換モーターは次の設計を採用しています。

ステータとロータの抵抗をできる限り低減し、高調波による銅損の増加を補うために基本波の銅損を低減します。

主磁界が飽和していないこと、高調波により磁気回路の飽和が深くなると考えること、もう一つは低回転時の出力トルクを高めるためにインバータの出力電圧を適切に高めることができると考えることです。周波数。

構造設計は主に断熱レベルを向上させることを目的としています。モーターの振動と騒音の問題が十分に考慮されています。冷却方式は強制空冷を採用しています。つまり、メインモーター冷却ファンは独立したモーター駆動モードを採用しており、強制冷却ファンの機能はモーターが低速で動作することを保証することです。冷えます。

可変周波数モーターのコイル分布静電容量は小さく、珪素鋼板の抵抗は大きいため、モーターに対する高周波パルスの影響は小さく、モーターのインダクタンスフィルター効果はより優れています。

通常のモーター、つまり電源周波数モーターは、電源周波数 1 点 (公称: 電気機械接点) の起動プロセスと動作条件を考慮してモーターを設計するだけで済みます。一方、可変周波数モーターは、始動プロセスと周波数変換範囲内のすべてのポイントの動作条件を考慮してモーターを設計する必要があります。

インバータが出力する高調波を多く含むPWM幅変調波アナログ正弦波交流に適応するため、特注の可変周波数モータの機能は、実際には通常のモータにリアクトルを加えたものと考えることができます。

01 一般モータと可変周波数モータの構造の違い

1. より高い絶縁要件

一般に、周波数変換モータの絶縁等級は F 以上であり、対地絶縁と巻線の絶縁強度、特にインパルス電圧に耐える絶縁能力を強化する必要があります。

2. 可変周波数モーターの振動と騒音の要件はより高くなります。

周波数変換モータは、モータ部品および全体の剛性を十分に考慮し、各力波の共振を避けるために固有振動数を高めるように努める必要があります。

3. 可変周波数モーターの冷却方法が異なります

周波数変換モーターは通常、強制通風冷却を採用しています。つまり、メインモーターの冷却ファンは独立したモーターによって駆動されます。

4. 保護対策のさまざまな要件

容量が 160kW を超える可変周波モータについては、軸受の絶縁対策を講じる必要があります。その主な理由は、非対称な磁気回路を作りやすく、軸電流も発生するためです。他の高周波部品から発生する電流が重なると軸電流が大幅に増加し、軸受の損傷につながるため、一般的には絶縁対策が施されます。定出力可変周波数モータの場合、回転数が 3000/min を超える場合は、軸受の温度上昇を補償するために高温耐性のある特殊グリースを使用する必要があります。

5. さまざまな冷却システム

可変周波数モーター冷却ファンは独立した電源によって駆動され、継続的な冷却能力を確保します。

02 通常のモーターと可変周波数モーターの設計の違い

1. 電磁設計

通常の非同期モーターの場合、設計時に考慮される主な性能パラメータは、過負荷容量、始動性能、効率、力率です。可変周波数モータは、臨界滑りが電源周波数に反比例するため、臨界滑りが 1 に近い場合は直接始動できます。そのため、過負荷容量や始動性能はあまり考慮する必要はありませんが、重要な点は次のとおりです。解決すべき問題は、モーターペアをどのように改善するかです。非正弦波電源への適応性。

2. 構造設計

構造設計の際には、非正弦波電源特性が可変周波数モータの絶縁構造、振動、騒音の冷却方法に及ぼす影響も考慮する必要があります。