Звичайні двигуни розроблені відповідно до постійної частоти та постійної напруги та не можуть повністю відповідати вимогам регулювання швидкості перетворювача частоти, тому їх не можна використовувати як двигуни для перетворення частоти.
Різниця між двигуном із змінною частотою та звичайним двигуном в основному відображається в наступних двох аспектах:
По-перше, звичайні двигуни можуть працювати лише протягом тривалого часу поблизу частоти живлення, тоді як двигуни зі змінною частотою можуть працювати протягом тривалого часу в умовах, які значно вищі або нижчі за частоту живлення; наприклад, частота мережі в нашій країні становить 50 Гц. , якщо звичайний двигун працює на 5 Гц протягом тривалого часу, він незабаром вийде з ладу або навіть буде пошкоджений; і поява двигуна змінної частоти усуває цей недолік звичайного двигуна;
По-друге, системи охолодження звичайних двигунів і двигунів із змінною частотою відрізняються.Система охолодження звичайного двигуна тісно пов'язана з частотою обертання. Іншими словами, чим швидше двигун обертається, тим краще система охолодження, і чим повільніше двигун обертається, тим краще охолоджуючий ефект, тоді як у двигуна зі змінною частотою цієї проблеми немає.
Після додавання перетворювача частоти до звичайного двигуна операція перетворення частоти може бути реалізована, але це не справжній двигун перетворення частоти. Якщо він тривалий час працює без частоти живлення, двигун може бути пошкоджений.
01 Вплив перетворювача частоти на двигун полягає в основному в ефективності та підвищенні температури двигуна
Інвертор може генерувати різні рівні гармонійної напруги та струму під час роботи, так що двигун працює під несинусоїдальною напругою та струмом. , найбільш істотними є втрати міді ротора, ці втрати призведуть до додаткового тепла двигуна, зниження ефективності, зниження вихідної потужності, а підвищення температури звичайних двигунів зазвичай збільшується на 10%-20%.
02 Міцність ізоляції двигуна
Несуча частота перетворювача частоти коливається від кількох тисяч до понад десяти кілогерц, тому обмотка статора двигуна має витримувати високу швидкість наростання напруги, що еквівалентно прикладанню різкого імпульсу напруги до двигуна, що робить міжвиткова ізоляція мотора витримує більш серйозне випробування. .
03 Гармонічний електромагнітний шум і вібрація
Коли звичайний двигун живиться від перетворювача частоти, вібрація та шум, викликані електромагнітними, механічними, вентиляційними та іншими факторами, ускладняться. Гармоніки, що містяться в джерелі живлення зі змінною частотою, взаємодіють із власними просторовими гармоніками електромагнітної частини двигуна, утворюючи різні електромагнітні сили збудження, тим самим збільшуючи шум. Через широкий діапазон робочих частот двигуна та широкий діапазон зміни швидкості обертання частотам різних хвиль електромагнітної сили важко уникнути власної частоти вібрації кожного елемента конструкції двигуна.
04 Проблеми з охолодженням на низьких обертах
Коли частота джерела живлення низька, втрати, спричинені гармоніками високого порядку в джерелі живлення, великі; по-друге, коли швидкість двигуна зменшується, об’єм охолоджуючого повітря зменшується прямо пропорційно кубу швидкості, в результаті чого тепло двигуна не розсіюється, а температура різко підвищується. збільшення, важко досягти постійного крутного моменту.
05 Зважаючи на наведену вище ситуацію, двигун із перетворенням частоти має таку конструкцію
Зменшіть якомога більше опір статора та ротора та зменшіть втрати міді основної хвилі, щоб компенсувати збільшення втрат міді, викликане вищими гармоніками.
Основне магнітне поле не насичене, по-перше, слід враховувати, що вищі гармоніки посилять насичення магнітного кола, а по-іншому слід вважати, що вихідну напругу інвертора можна відповідно збільшити, щоб збільшити вихідний крутний момент при низьких частоти.
Конструкція в основному спрямована на підвищення рівня ізоляції; повністю враховані проблеми вібрації та шуму двигуна; метод охолодження використовує примусове повітряне охолодження, тобто вентилятор охолодження головного двигуна приймає незалежний режим приводу двигуна, а функція вентилятора примусового охолодження полягає в тому, щоб гарантувати, що двигун працює на низькій швидкості. охолодження.
Розподілена ємність котушки двигуна зі змінною частотою менша, а опір листової кремнієвої сталі більший, тому вплив високочастотних імпульсів на двигун невеликий, а ефект фільтрації індуктивності двигуна кращий.
Звичайним двигунам, тобто двигунам промислової частоти, потрібно враховувати лише процес запуску та умови роботи однієї точки частоти живлення (публічний номер: електромеханічні контакти), а потім проектувати двигун; у той час як двигуни зі змінною частотою повинні враховувати процес запуску та умови роботи всіх точок у діапазоні перетворення частоти, а потім проектувати двигун.
Для адаптації до ШІМ-модульованої хвилі аналогового синусоїдального вихідного змінного струму інвертора, який містить багато гармонік, функцію спеціально виготовленого двигуна зі змінною частотою можна насправді розуміти як реактор плюс звичайний двигун.
01 Різниця між структурою звичайного двигуна та двигуна зі змінною частотою
1. Вищі вимоги до ізоляції
Як правило, ступінь ізоляції двигуна з перетворенням частоти становить F або вище, а ізоляцію заземлення та міцність ізоляції витків слід посилити, особливо здатність ізоляції витримувати імпульсну напругу.
2. Вимоги до вібрації та шуму двигунів із змінною частотою вищі
Двигун з перетворенням частоти повинен повністю враховувати жорсткість компонентів двигуна та загалом і намагатися збільшити свою власну частоту, щоб уникнути резонансу з кожною силовою хвилею.
3. Метод охолодження двигуна змінної частоти інший
Двигун із перетворенням частоти зазвичай використовує охолодження примусовою вентиляцією, тобто вентилятор охолодження головного двигуна приводиться в рух незалежним двигуном.
4. Різні вимоги до заходів захисту
Для електродвигунів із змінною частотою потужністю понад 160 кВт слід застосовувати заходи щодо ізоляції підшипників.Основна причина полягає в тому, що легко створити асиметричний магнітний ланцюг, а також виробляти струм на валу. Коли струми, створювані іншими високочастотними компонентами, працюють разом, струм на валу значно збільшиться, що призведе до пошкодження підшипників, тому зазвичай вживаються заходи ізоляції.Для двигуна зі змінною частотою постійної потужності, коли швидкість перевищує 3000/хв, слід використовувати спеціальне мастило з високою термостійкістю, щоб компенсувати підвищення температури підшипника.
5. Різні системи охолодження
Вентилятор охолодження двигуна із змінною частотою живиться від незалежного джерела живлення для забезпечення безперервної потужності охолодження.
02 Різниця між конструкцією звичайного двигуна та двигуна зі змінною частотою
1. Електромагнітна конструкція
Для звичайних асинхронних двигунів основними параметрами продуктивності, що враховуються при проектуванні, є здатність до перевантаження, пускова продуктивність, ефективність і коефіцієнт потужності.Двигун із змінною частотою, оскільки критичне ковзання обернено пропорційне частоті живлення, може бути запущено безпосередньо, коли критичне ковзання близьке до 1. Таким чином, перевантажувальну здатність і продуктивність запуску не потрібно враховувати занадто багато, але ключ Проблема, яку необхідно вирішити, полягає в тому, як удосконалити рухову пару. Адаптація до несинусоїдальних джерел живлення.
2. Структурний дизайн
При проектуванні конструкції також необхідно враховувати вплив несинусоїдальних характеристик джерела живлення на структуру ізоляції, вібрацію та шумове охолодження двигуна змінної частоти.
Час публікації: 24 жовтня 2022 р