Обычные двигатели рассчитаны на работу с постоянной частотой и постоянным напряжением и не могут полностью соответствовать требованиям регулирования скорости преобразователя частоты, поэтому их нельзя использовать в качестве двигателей с преобразованием частоты.
Разница между двигателем переменной частоты и обычным двигателем в основном отражается в следующих двух аспектах:
Во-первых, обычные двигатели могут работать в течение длительного времени только вблизи промышленной частоты, в то время как двигатели с регулируемой частотой могут работать в течение длительного времени в условиях, которые значительно выше или ниже промышленной частоты; например, частота сети в нашей стране составляет 50 Гц. , если обычный двигатель длительное время работает на частоте 5Гц, он скоро выйдет из строя или даже выйдет из строя; и появление двигателя с регулируемой частотой решает этот недостаток обычного двигателя;
Во-вторых, системы охлаждения обычных двигателей и двигателей с регулируемой частотой различаются.Система охлаждения обычного двигателя тесно связана со скоростью вращения. Другими словами, чем быстрее вращается двигатель, тем лучше система охлаждения, и чем медленнее вращается двигатель, тем лучше эффект охлаждения, в то время как двигатель с регулируемой частотой не имеет этой проблемы.
После добавления преобразователя частоты к обычному двигателю можно реализовать операцию преобразования частоты, но это не настоящий двигатель с преобразованием частоты. Если он долгое время работает в режиме отсутствия мощности, двигатель может быть поврежден.
01 Влияние преобразователя частоты на двигатель в основном проявляется в КПД и повышении температуры двигателя.
Инвертор может генерировать различные уровни гармонического напряжения и тока во время работы, поэтому двигатель работает под несинусоидальным напряжением и током. Наиболее значительными являются потери меди в роторе, эти потери приводят к дополнительному нагреву двигателя, снижению эффективности, снижению выходной мощности, а повышение температуры обычных двигателей обычно увеличивается на 10–20%.
02 Прочность изоляции двигателя
Несущая частота преобразователя частоты колеблется от нескольких тысяч до более десяти килогерц, поэтому обмотка статора двигателя должна выдерживать высокую скорость нарастания напряжения, что эквивалентно подаче на двигатель крутого импульсного напряжения, что делает межвитковая изоляция двигателя выдержит более серьезное испытание. .
03 Гармонический электромагнитный шум и вибрация
Когда обычный двигатель питается от преобразователя частоты, вибрация и шум, вызванные электромагнитными, механическими, вентиляционными и другими факторами, усложняются. Гармоники, содержащиеся в источнике питания переменной частоты, взаимодействуют с собственными пространственными гармониками электромагнитной части двигателя, образуя различные силы электромагнитного возбуждения, тем самым увеличивая шум. Из-за широкого диапазона рабочих частот двигателя и широкого диапазона изменения скорости вращения частотам различных электромагнитных силовых волн трудно избежать собственной частоты колебаний каждого конструктивного элемента двигателя.
04 Проблемы с охлаждением на низких оборотах
Когда частота источника питания низкая, потери, вызванные гармониками высшего порядка в источнике питания, велики; во-вторых, когда скорость двигателя снижается, объем охлаждающего воздуха уменьшается прямо пропорционально кубу скорости, в результате чего тепло двигателя не рассеивается и температура резко возрастает. увеличивается, трудно добиться постоянного выходного крутящего момента.
05Ввиду вышеуказанной ситуации двигатель с преобразованием частоты имеет следующую конструкцию.
Уменьшите сопротивление статора и ротора, насколько это возможно, и уменьшите потери в меди основной волны, чтобы компенсировать увеличение потерь в меди, вызванное высшими гармониками.
Основное магнитное поле не насыщается, нужно учитывать, что более высокие гармоники будут углублять насыщение магнитной цепи, а во-вторых, учитывать, что выходное напряжение инвертора может быть соответствующим образом увеличено, чтобы увеличить выходной крутящий момент при низких частоты.
Конструктивное проектирование направлено главным образом на улучшение уровня изоляции; полностью учтены проблемы вибрации и шума двигателя; метод охлаждения использует принудительное воздушное охлаждение, то есть главный вентилятор охлаждения двигателя использует независимый режим привода двигателя, а функция вентилятора принудительного охлаждения заключается в обеспечении работы двигателя на низкой скорости. остывает.
Распределенная емкость катушки двигателя с переменной частотой меньше, а сопротивление листа кремниевой стали больше, поэтому влияние высокочастотных импульсов на двигатель невелико, а эффект фильтрации индуктивности двигателя лучше.
Обычные двигатели, то есть двигатели промышленной частоты, должны учитывать только процесс запуска и условия работы одной точки промышленной частоты (публичный номер: электромеханические контакты), а затем проектировать двигатель; в то время как двигатели с регулируемой частотой должны учитывать процесс запуска и условия работы всех точек в пределах диапазона преобразования частоты, а затем проектировать двигатель.
Чтобы адаптироваться к аналоговому синусоидальному переменному току с ШИМ-модулированной волной, выходному сигналу инвертора, который содержит много гармоник, функцию специально изготовленного двигателя с регулируемой частотой можно фактически понимать как реактор плюс обычный двигатель.
01 Разница между обычным двигателем и двигателем с регулируемой частотой
1. Более высокие требования к изоляции
Как правило, класс изоляции двигателя с преобразованием частоты составляет F или выше, а изоляция заземления и прочность изоляции витков должны быть усилены, особенно способность изоляции выдерживать импульсное напряжение.
2. Требования к вибрации и шуму двигателей с регулируемой частотой выше.
Двигатель с преобразованием частоты должен полностью учитывать жесткость компонентов двигателя и в целом и стараться увеличить свою собственную частоту, чтобы избежать резонанса с каждой силовой волной.
3. Метод охлаждения двигателя с регулируемой частотой отличается.
Двигатель с преобразованием частоты обычно использует принудительное вентиляционное охлаждение, то есть главный вентилятор охлаждения двигателя приводится в движение независимым двигателем.
4. Различные требования к мерам защиты
Для двигателей с регулируемой частотой мощностью более 160 кВт следует принять меры по изоляции подшипников.Основная причина в том, что легко создать асимметричную магнитную цепь, а также генерирует ток на валу. Когда токи, генерируемые другими высокочастотными компонентами, работают вместе, ток на валу значительно увеличивается, что приводит к повреждению подшипника, поэтому обычно принимаются меры по изоляции.Для двигателей с переменной частотой и постоянной мощностью, когда скорость превышает 3000 об/мин, следует использовать специальную смазку с высокой термостойкостью для компенсации повышения температуры подшипника.
5. Различные системы охлаждения.
Охлаждающий вентилятор двигателя с регулируемой частотой питается от независимого источника питания, что обеспечивает непрерывную охлаждающую способность.
02 Разница между конструкцией обычного двигателя и двигателя с регулируемой частотой
1. Электромагнитный дизайн
Для обычных асинхронных двигателей основными параметрами производительности, учитываемыми при проектировании, являются перегрузочная способность, пусковые характеристики, КПД и коэффициент мощности.Двигатель с регулируемой частотой, поскольку критическое скольжение обратно пропорционально промышленной частоте, может быть запущен непосредственно, когда критическое скольжение близко к 1. Следовательно, не нужно слишком много учитывать перегрузочную способность и пусковые характеристики, но важно Проблема, которую предстоит решить, заключается в том, как улучшить моторную пару. Адаптивность к несинусоидальным источникам питания.
2. Структурный проект
При проектировании конструкции необходимо также учитывать влияние несинусоидальных характеристик источника питания на структуру изоляции, вибро- и шумозащитные методы охлаждения двигателя переменной частоты.
Время публикации: 24 октября 2022 г.