Zwykłe silniki są projektowane zgodnie ze stałą częstotliwością i stałym napięciem i nie mogą w pełni spełniać wymagań dotyczących regulacji prędkości przetwornicy częstotliwości, dlatego nie można ich używać jako silników z konwersją częstotliwości.
Różnica między silnikiem o zmiennej częstotliwości a silnikiem zwykłym odzwierciedla się głównie w dwóch następujących aspektach:
Po pierwsze, zwykłe silniki mogą pracować przez długi czas jedynie w pobliżu częstotliwości sieciowej, podczas gdy silniki o zmiennej częstotliwości mogą pracować przez długi czas w warunkach znacznie wyższych lub niższych od częstotliwości sieciowej; na przykład częstotliwość zasilania w naszym kraju wynosi 50 Hz. , jeśli zwykły silnik będzie pracował przez dłuższy czas z częstotliwością 5 Hz, wkrótce ulegnie awarii lub nawet ulegnie uszkodzeniu; a pojawienie się silnika o zmiennej częstotliwości rozwiązuje tę wadę zwykłego silnika;
Po drugie, systemy chłodzenia zwykłych silników i silników o zmiennej częstotliwości są różne.Układ chłodzenia zwykłego silnika jest ściśle powiązany z prędkością obrotową. Innymi słowy, im szybciej obraca się silnik, tym lepszy jest układ chłodzenia, a im wolniej silnik się obraca, tym lepszy jest efekt chłodzenia, przy czym w przypadku silnika o zmiennej częstotliwości ten problem nie występuje.
Po dodaniu przetwornicy częstotliwości do zwykłego silnika można przeprowadzić operację konwersji częstotliwości, ale nie jest to prawdziwy silnik z konwersją częstotliwości. Jeśli przez dłuższy czas będzie pracował w stanie braku częstotliwości zasilania, silnik może ulec uszkodzeniu.
01 Wpływ przetwornicy częstotliwości na silnik polega głównie na sprawności i wzroście temperatury silnika
Falownik może generować różne poziomy harmonicznych napięcia i prądu podczas pracy, dzięki czemu silnik pracuje pod napięciem i prądem niesinusoidalnym. najbardziej znacząca jest utrata miedzi na wirniku, straty te spowodują dodatkowe nagrzewanie się silnika, zmniejszą wydajność, zmniejszą moc wyjściową, a wzrost temperatury w zwykłych silnikach zwykle wzrasta o 10% -20%.
02 Wytrzymałość izolacji silnika
Częstotliwość nośna przetwornicy częstotliwości mieści się w zakresie od kilku tysięcy do kilkunastu kiloherców, dlatego uzwojenie stojana silnika musi wytrzymywać dużą szybkość wzrostu napięcia, co jest równoznaczne z przyłożeniem do silnika stromego napięcia impulsowego, co powoduje, że izolacja międzyzwojowa silnika wytrzymuje poważniejszy test. .
03 Harmoniczny hałas elektromagnetyczny i wibracje
Kiedy zwykły silnik jest zasilany przez przetwornicę częstotliwości, wibracje i hałas powodowane przez czynniki elektromagnetyczne, mechaniczne, wentylacyjne i inne staną się bardziej skomplikowane. Harmoniczne zawarte w zasilaczu o zmiennej częstotliwości kolidują z nieodłącznymi harmonicznymi przestrzennymi części elektromagnetycznej silnika, tworząc różne siły wzbudzenia elektromagnetycznego, zwiększając w ten sposób hałas. Ze względu na szeroki zakres częstotliwości roboczej silnika i szeroki zakres zmian prędkości obrotowej, częstotliwości różnych fal sił elektromagnetycznych mają trudności z uniknięciem częstotliwości drgań własnych każdego elementu konstrukcyjnego silnika.
04 Problemy z chłodzeniem przy niskich obrotach
Gdy częstotliwość zasilania jest niska, straty spowodowane przez harmoniczne wyższego rzędu w zasilaczu są duże; po drugie, gdy prędkość silnika maleje, objętość powietrza chłodzącego zmniejsza się wprost proporcjonalnie do sześcianu prędkości, w wyniku czego ciepło silnika nie jest rozpraszane, a temperatura gwałtownie rośnie. wzrasta, trudno jest uzyskać stały wyjściowy moment obrotowy.
05 W świetle powyższej sytuacji silnik konwersji częstotliwości przyjmuje następującą konstrukcję
Zmniejsz opór stojana i wirnika tak bardzo, jak to możliwe i zmniejsz straty miedzi w fali podstawowej, aby zrekompensować wzrost strat miedzi spowodowany wyższymi harmonicznymi.
Główne pole magnetyczne nie jest nasycone, należy wziąć pod uwagę, że wyższe harmoniczne pogłębią nasycenie obwodu magnetycznego, a drugim należy wziąć pod uwagę, że napięcie wyjściowe falownika można odpowiednio zwiększyć, aby zwiększyć wyjściowy moment obrotowy przy niskich częstotliwości.
Projekt konstrukcyjny ma głównie na celu poprawę poziomu izolacji; w pełni uwzględniono problemy związane z wibracjami i hałasem silnika; metoda chłodzenia wykorzystuje wymuszone chłodzenie powietrzem, to znaczy, że główny wentylator chłodzący silnik przyjmuje niezależny tryb napędu silnika, a funkcją wymuszonego wentylatora chłodzącego jest zapewnienie, że silnik pracuje z niską prędkością. ochładzanie.
Pojemność rozproszona cewki silnika o zmiennej częstotliwości jest mniejsza, a rezystancja blachy ze stali krzemowej jest większa, dzięki czemu wpływ impulsów o wysokiej częstotliwości na silnik jest niewielki, a efekt filtrowania indukcyjności silnika jest lepszy.
W przypadku silników zwykłych, czyli silników o częstotliwości sieciowej, wystarczy uwzględnić proces rozruchu i warunki pracy jednego punktu częstotliwości sieciowej (numer publiczny: styki elektromechaniczne), a następnie zaprojektować silnik; podczas gdy silniki o zmiennej częstotliwości muszą wziąć pod uwagę proces rozruchu i warunki pracy wszystkich punktów w zakresie konwersji częstotliwości, a następnie zaprojektować silnik.
Aby dostosować się do analogowego, sinusoidalnego prądu przemiennego o modulowanej szerokości PWM, wyjściowego z falownika, który zawiera wiele harmonicznych, funkcję specjalnie wykonanego silnika o zmiennej częstotliwości można w rzeczywistości rozumieć jako dławik plus zwykły silnik.
01 Różnica między zwykłym silnikiem a konstrukcją silnika o zmiennej częstotliwości
1. Wyższe wymagania izolacyjne
Ogólnie rzecz biorąc, stopień izolacji silnika konwersji częstotliwości wynosi F lub więcej, a izolacja uziemienia i wytrzymałość izolacji zwojów powinny zostać wzmocnione, zwłaszcza zdolność izolacji do wytrzymywania napięcia impulsowego.
2. Wymagania dotyczące wibracji i hałasu silników o zmiennej częstotliwości są wyższe
Silnik przetwarzający częstotliwość powinien w pełni uwzględniać sztywność elementów silnika i całości oraz starać się zwiększać swoją częstotliwość własną, aby uniknąć rezonansu z każdą falą siłową.
3. Metoda chłodzenia silnika o zmiennej częstotliwości jest inna
Silnik z konwersją częstotliwości zazwyczaj wykorzystuje wymuszoną wentylację, co oznacza, że główny wentylator chłodzący silnik jest napędzany przez niezależny silnik.
4. Różne wymagania dotyczące środków ochronnych
W przypadku silników o zmiennej częstotliwości i mocy przekraczającej 160 kW należy zastosować środki izolacji łożysk.Głównym powodem jest to, że łatwo jest wytworzyć asymetryczny obwód magnetyczny, a także wytwarza prąd wałowy. Kiedy prądy generowane przez inne elementy o wysokiej częstotliwości współpracują ze sobą, prąd na wale znacznie wzrasta, co powoduje uszkodzenie łożyska, dlatego zazwyczaj podejmuje się środki izolacyjne.W przypadku silników o stałej mocy i zmiennej częstotliwości, gdy prędkość obrotowa przekracza 3000/min, należy zastosować specjalny smar odporny na wysoką temperaturę, aby skompensować wzrost temperatury łożyska.
5. Różne systemy chłodzenia
Wentylator chłodzący silnik o zmiennej częstotliwości jest zasilany z niezależnego źródła zasilania, aby zapewnić ciągłą wydajność chłodzenia.
02 Różnica między silnikiem zwykłym a silnikiem o zmiennej częstotliwości
1. Projekt elektromagnetyczny
W przypadku zwykłych silników asynchronicznych głównymi parametrami wydajności uwzględnianymi w projekcie są: zdolność do przeciążania, wydajność rozruchowa, sprawność i współczynnik mocy.Silnik o zmiennej częstotliwości, ponieważ poślizg krytyczny jest odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości zasilania, można uruchomić bezpośrednio, gdy poślizg krytyczny jest bliski 1. Dlatego też nie trzeba brać pod uwagę przeciążalności i wydajności rozruchowej, ale kluczowe Problemem do rozwiązania jest ulepszenie pary silników. Możliwość dostosowania do zasilaczy niesinusoidalnych.
2. Projekt konstrukcyjny
Projektując konstrukcję należy także uwzględnić wpływ niesinusoidalnej charakterystyki zasilania na konstrukcję izolacji, sposób chłodzenia drgań i hałasu silnika o zmiennej częstotliwości.
Czas publikacji: 24 października 2022 r