อะไรคือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ความถี่แปรผันและมอเตอร์ธรรมดา?

มอเตอร์ธรรมดาได้รับการออกแบบตามความถี่คงที่และแรงดันไฟฟ้าคงที่ และไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการควบคุมความเร็วของตัวแปลงความถี่ได้อย่างเต็มที่ ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นมอเตอร์แปลงความถี่ได้

ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ความถี่ตัวแปรและมอเตอร์ธรรมดาส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในสองด้านต่อไปนี้:

ประการแรก มอเตอร์ธรรมดาสามารถทำงานได้เป็นเวลานานใกล้กับความถี่กำลังเท่านั้น ในขณะที่มอเตอร์ความถี่แปรผันสามารถทำงานได้เป็นเวลานานภายใต้สภาวะที่สูงหรือต่ำกว่าความถี่กำลังอย่างมาก เช่นความถี่ไฟฟ้าในประเทศเราคือ 50Hz หากมอเตอร์ธรรมดาอยู่ที่ 5Hz เป็นเวลานาน มอเตอร์จะพังหรือเสียหายในไม่ช้า และการปรากฏตัวของมอเตอร์ความถี่ตัวแปรช่วยแก้ปัญหาการขาดมอเตอร์ธรรมดานี้

ประการที่สอง ระบบระบายความร้อนของมอเตอร์ธรรมดาและมอเตอร์ความถี่ตัวแปรมีความแตกต่างกันระบบระบายความร้อนของมอเตอร์ธรรมดามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเร็วในการหมุน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งมอเตอร์หมุนเร็วเท่าไร ระบบระบายความร้อนก็จะดีขึ้นเท่านั้น และยิ่งมอเตอร์หมุนช้าลงเท่าไร ผลการระบายความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ในขณะที่มอเตอร์ความถี่ตัวแปรไม่มีปัญหานี้

หลังจากเพิ่มตัวแปลงความถี่ให้กับมอเตอร์ธรรมดาแล้ว จะสามารถรับรู้การดำเนินการแปลงความถี่ได้ แต่ไม่ใช่มอเตอร์แปลงความถี่จริง หากทำงานภายใต้สถานะความถี่ที่ไม่มีกำลังไฟฟ้าเป็นเวลานาน มอเตอร์อาจเสียหายได้

01 อิทธิพลของตัวแปลงความถี่ที่มีต่อมอเตอร์ส่วนใหญ่อยู่ที่ประสิทธิภาพและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์

อินเวอร์เตอร์สามารถสร้างแรงดันและกระแสฮาร์มอนิกในระดับต่างๆ ในระหว่างการทำงาน เพื่อให้มอเตอร์ทำงานภายใต้แรงดันและกระแสที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ ที่สำคัญที่สุดคือการสูญเสียทองแดงของโรเตอร์ การสูญเสียเหล่านี้จะทำให้มอเตอร์มีความร้อนเพิ่มขึ้น ลดประสิทธิภาพ ลดกำลังเอาท์พุต และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์ธรรมดาโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้น 10%-20%

02 ความแข็งแรงของฉนวนของมอเตอร์

ความถี่พาหะของตัวแปลงความถี่อยู่ในช่วงตั้งแต่หลายพันถึงมากกว่าสิบกิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์จะต้องทนต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าสูง ซึ่งเทียบเท่ากับการจ่ายแรงดันอิมพัลส์ที่สูงชันให้กับมอเตอร์ ซึ่งทำให้ ฉนวนระหว่างการหมุนของมอเตอร์ทนทานต่อการทดสอบที่รุนแรงยิ่งขึ้น -

03 เสียงและการสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิก

เมื่อมอเตอร์ธรรมดาใช้พลังงานจากตัวแปลงความถี่ การสั่นสะเทือนและเสียงที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องกล การระบายอากาศ และปัจจัยอื่นๆ จะซับซ้อนมากขึ้น ฮาร์โมนิคที่มีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผันจะรบกวนฮาร์โมนิกอวกาศที่มีอยู่ในส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์เพื่อสร้างแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ ซึ่งจะเพิ่มเสียงรบกวน เนื่องจากช่วงความถี่การทำงานที่กว้างของมอเตอร์และช่วงความเร็วการหมุนที่หลากหลาย ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ จึงเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยงความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของส่วนประกอบโครงสร้างแต่ละตัวของมอเตอร์

04 ปัญหาการระบายความร้อนที่รอบต่อนาทีต่ำ

เมื่อความถี่ของแหล่งจ่ายไฟต่ำ การสูญเสียที่เกิดจากฮาร์โมนิกลำดับสูงในแหล่งจ่ายไฟจะมีขนาดใหญ่ ประการที่สอง เมื่อความเร็วของมอเตอร์ลดลง ปริมาณอากาศเย็นจะลดลงตามสัดส่วนโดยตรงกับลูกบาศก์ของความเร็ว ส่งผลให้ความร้อนของมอเตอร์ไม่กระจายออกไป และอุณหภูมิก็สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เพิ่มขึ้น เป็นเรื่องยากที่จะได้แรงบิดที่คงที่

05จากสถานการณ์ข้างต้น มอเตอร์แปลงความถี่มีการออกแบบดังต่อไปนี้

ลดความต้านทานของสเตเตอร์และโรเตอร์ให้มากที่สุด และลดการสูญเสียทองแดงของคลื่นพื้นฐานเพื่อชดเชยการสูญเสียทองแดงที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากฮาร์โมนิคที่สูงขึ้น

สนามแม่เหล็กหลักไม่อิ่มตัว สิ่งหนึ่งคือพิจารณาว่าฮาร์โมนิคที่สูงขึ้นจะทำให้ความอิ่มตัวของวงจรแม่เหล็กลึกขึ้น และอีกอย่างคือพิจารณาว่าสามารถเพิ่มแรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างเหมาะสมเพื่อเพิ่มแรงบิดเอาต์พุตที่ต่ำ ความถี่

การออกแบบโครงสร้างส่วนใหญ่เพื่อปรับปรุงระดับฉนวน ปัญหาการสั่นสะเทือนและเสียงของมอเตอร์ได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่ วิธีการทำความเย็นใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ นั่นคือ พัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์หลักใช้โหมดขับเคลื่อนมอเตอร์อิสระ และหน้าที่ของพัดลมระบายความร้อนแบบบังคับคือเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานที่ความเร็วต่ำ เย็นลง

ความจุแบบกระจายคอยล์ของมอเตอร์ความถี่ตัวแปรมีขนาดเล็กลง และความต้านทานของแผ่นเหล็กซิลิกอนมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นอิทธิพลของพัลส์ความถี่สูงบนมอเตอร์จึงมีน้อย และผลการกรองตัวเหนี่ยวนำของมอเตอร์จะดีกว่า

มอเตอร์ธรรมดา นั่นคือ มอเตอร์ความถี่กำลัง จะต้องพิจารณากระบวนการสตาร์ทและสภาพการทำงานของจุดความถี่พลังงานจุดเดียวเท่านั้น (หมายเลขสาธารณะ: หน้าสัมผัสระบบเครื่องกลไฟฟ้า) จากนั้นจึงออกแบบมอเตอร์ ในขณะที่มอเตอร์ความถี่แปรผันจำเป็นต้องคำนึงถึงกระบวนการสตาร์ทและสภาพการทำงานของทุกจุดภายในช่วงการแปลงความถี่ จากนั้นจึงออกแบบมอเตอร์

เพื่อที่จะปรับให้เข้ากับเอาท์พุตกระแสสลับไซน์ซอยด์แบบอะนาล็อกคลื่นมอดูเลตความกว้าง PWM โดยอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีฮาร์โมนิกจำนวนมาก ฟังก์ชั่นของมอเตอร์ความถี่ตัวแปรที่ทำขึ้นเป็นพิเศษสามารถเข้าใจได้จริงว่าเป็นเครื่องปฏิกรณ์ร่วมกับมอเตอร์ธรรมดา

01 ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ธรรมดาและโครงสร้างมอเตอร์ความถี่แปรผัน

1. ข้อกำหนดด้านฉนวนที่สูงขึ้น

โดยทั่วไป เกรดฉนวนของมอเตอร์แปลงความถี่คือ F หรือสูงกว่า และควรเสริมฉนวนกราวด์และความแข็งแรงของฉนวนของรอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถของฉนวนในการทนต่อแรงดันอิมพัลส์

2. ข้อกำหนดด้านการสั่นสะเทือนและเสียงของมอเตอร์ความถี่ตัวแปรจะสูงกว่า

มอเตอร์แปลงความถี่ควรพิจารณาถึงความแข็งแกร่งของส่วนประกอบมอเตอร์และโดยรวมทั้งหมด และพยายามเพิ่มความถี่ธรรมชาติเพื่อหลีกเลี่ยงการสะท้อนกับคลื่นแรงแต่ละอัน

3. วิธีการระบายความร้อนของมอเตอร์ความถี่ตัวแปรนั้นแตกต่างกัน

มอเตอร์แปลงความถี่โดยทั่วไปจะใช้การระบายความร้อนแบบบังคับ นั่นคือ พัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์หลักขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์อิสระ

4. ข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับมาตรการป้องกัน

ควรใช้มาตรการฉนวนแบริ่งสำหรับมอเตอร์ความถี่ตัวแปรที่มีความจุเกิน 160kWเหตุผลหลักก็คือ ง่ายต่อการสร้างวงจรแม่เหล็กที่ไม่สมมาตร และยังสร้างกระแสของเพลาด้วย เมื่อกระแสที่สร้างโดยส่วนประกอบความถี่สูงอื่นๆ ทำงานร่วมกัน กระแสของเพลาจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้ตลับลูกปืนได้รับความเสียหาย ดังนั้นจึงมีการใช้มาตรการฉนวนโดยทั่วไปสำหรับมอเตอร์ความถี่แปรผันกำลังคงที่ เมื่อความเร็วเกิน 3000/นาที ควรใช้จาระบีพิเศษที่ทนต่ออุณหภูมิสูงเพื่อชดเชยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตลับลูกปืน

5. ระบบระบายความร้อนต่างๆ

พัดลมระบายความร้อนมอเตอร์ความถี่แปรผันใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟอิสระเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง

02 ความแตกต่างระหว่างการออกแบบมอเตอร์ธรรมดาและมอเตอร์ความถี่แปรผัน

1. การออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสธรรมดา พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักที่พิจารณาในการออกแบบคือ ความจุเกิน ประสิทธิภาพการเริ่มต้น ประสิทธิภาพ และตัวประกอบกำลังมอเตอร์ความถี่แปรผัน เนื่องจากสลิปวิกฤตเป็นสัดส่วนผกผันกับความถี่กำลัง จึงสามารถสตาร์ทได้โดยตรงเมื่อสลิปวิกฤตใกล้กับ 1 ดังนั้น ความจุเกินพิกัดและประสิทธิภาพการเริ่มต้นจึงไม่จำเป็นต้องพิจารณามากเกินไป แต่สิ่งสำคัญคือ ปัญหาที่ต้องแก้ไขคือจะปรับปรุงคู่มอเตอร์อย่างไร ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช่ไซนัส

2. การออกแบบโครงสร้าง

เมื่อออกแบบโครงสร้าง จำเป็นต้องพิจารณาอิทธิพลของคุณลักษณะแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ต่อโครงสร้างฉนวน การสั่นสะเทือน และวิธีการระบายความร้อนทางเสียงของมอเตอร์ความถี่แปรผัน