Sự khác biệt giữa động cơ tần số thay đổi và động cơ thông thường là gì?

Động cơ thông thường được thiết kế theo tần số không đổi và điện áp không đổi, không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu điều chỉnh tốc độ của bộ biến tần nên không thể sử dụng làm động cơ chuyển đổi tần số.

Sự khác biệt giữa động cơ tần số thay đổi và động cơ thông thường chủ yếu được thể hiện ở hai khía cạnh sau:

Thứ nhất, động cơ thông thường chỉ có thể hoạt động trong thời gian dài ở gần tần số nguồn, trong khi động cơ có tần số thay đổi có thể hoạt động trong thời gian dài trong điều kiện cao hơn hoặc thấp hơn tần số nguồn một cách nghiêm trọng; ví dụ tần số nguồn ở nước ta là 50Hz. , nếu động cơ thông thường ở tần số 5Hz trong thời gian dài sẽ sớm bị hỏng, thậm chí bị hỏng; và sự xuất hiện của động cơ có tần số thay đổi sẽ giải quyết được nhược điểm này của động cơ thông thường;

Thứ hai, hệ thống làm mát của động cơ thông thường và động cơ có tần số thay đổi là khác nhau.Hệ thống làm mát của động cơ thông thường có liên quan mật thiết đến tốc độ quay. Nói cách khác, động cơ quay càng nhanh thì hệ thống làm mát càng tốt, động cơ quay càng chậm thì hiệu quả làm mát càng tốt, trong khi động cơ biến tần không gặp phải vấn đề này.

Sau khi thêm bộ biến tần vào động cơ thông thường, hoạt động chuyển đổi tần số có thể được thực hiện, nhưng nó không phải là động cơ chuyển đổi tần số thực. Nếu nó hoạt động ở trạng thái tần số không có điện trong thời gian dài, động cơ có thể bị hỏng.

01 Ảnh hưởng của biến tần đến động cơ chủ yếu ở hiệu suất và độ tăng nhiệt độ của động cơ

Biến tần có thể tạo ra các mức điện áp và dòng điện hài hòa khác nhau trong quá trình vận hành, để động cơ chạy dưới điện áp và dòng điện không hình sin. , đáng kể nhất là tổn thất đồng rôto, những tổn thất này sẽ làm cho động cơ tăng thêm nhiệt, giảm hiệu suất, giảm công suất đầu ra và mức tăng nhiệt độ của động cơ thông thường thường tăng 10% -20%.

02 Độ bền cách điện của động cơ

Tần số sóng mang của bộ biến tần dao động từ vài nghìn đến hơn 10 kilohertz, do đó cuộn dây stato của động cơ phải chịu được tốc độ tăng điện áp cao, tương đương với việc đặt một điện áp xung dốc vào động cơ, điều này làm cho cách điện giữa các vòng của động cơ chịu được thử nghiệm nghiêm trọng hơn. .

03 Nhiễu điện từ hài và rung động

Khi một động cơ thông thường được cung cấp năng lượng bởi bộ biến tần, độ rung và tiếng ồn do điện từ, cơ học, thông gió và các yếu tố khác sẽ trở nên phức tạp hơn. Các sóng hài có trong nguồn điện có tần số thay đổi can thiệp vào các sóng hài không gian vốn có của bộ phận điện từ của động cơ để tạo thành các lực kích thích điện từ khác nhau, do đó làm tăng tiếng ồn. Do dải tần hoạt động rộng của động cơ và phạm vi biến thiên tốc độ quay rộng nên tần số của các sóng lực điện từ khác nhau khó có thể tránh được tần số rung động tự nhiên của từng bộ phận cấu trúc của động cơ.

04 Vấn đề làm mát ở vòng tua thấp

Khi tần số của nguồn điện thấp, tổn thất do sóng hài bậc cao trong nguồn điện gây ra là lớn; Thứ hai, khi tốc độ của động cơ giảm, lượng không khí làm mát giảm tỷ lệ thuận với lập phương tốc độ, dẫn đến nhiệt của động cơ không bị tiêu tán và nhiệt độ tăng mạnh. tăng thì khó đạt được công suất mô-men xoắn không đổi.

05Theo tình huống trên, động cơ chuyển đổi tần số áp dụng thiết kế sau

Giảm điện trở stato và rôto càng nhiều càng tốt và giảm tổn thất đồng của sóng cơ bản để bù đắp cho sự gia tăng tổn thất đồng do sóng hài cao hơn gây ra.

Từ trường chính không bão hòa, một là xem xét rằng sóng hài cao hơn sẽ làm tăng độ bão hòa của mạch từ, và hai là xem xét rằng điện áp đầu ra của biến tần có thể được tăng lên một cách thích hợp để tăng mô-men đầu ra ở mức thấp tần số.

Thiết kế kết cấu chủ yếu nhằm cải thiện mức độ cách nhiệt; các vấn đề về độ rung và tiếng ồn của động cơ được xem xét đầy đủ; Phương pháp làm mát sử dụng làm mát không khí cưỡng bức, nghĩa là quạt làm mát động cơ chính áp dụng chế độ truyền động động cơ độc lập và chức năng của quạt làm mát cưỡng bức là đảm bảo động cơ chạy ở tốc độ thấp. hạ nhiệt.

Điện dung phân bố cuộn dây của động cơ tần số thay đổi nhỏ hơn và điện trở của tấm thép silicon lớn hơn, do đó ảnh hưởng của xung tần số cao đến động cơ nhỏ và hiệu quả lọc điện cảm của động cơ tốt hơn.

Động cơ thông thường, tức là động cơ tần số công suất, chỉ cần xem xét quá trình khởi động và điều kiện làm việc của một điểm tần số nguồn (số công khai: tiếp điểm cơ điện), sau đó thiết kế động cơ; trong khi động cơ có tần số thay đổi cần xem xét quá trình khởi động và điều kiện làm việc của tất cả các điểm trong phạm vi chuyển đổi tần số, sau đó thiết kế động cơ.

Để thích ứng với đầu ra dòng điện xoay chiều hình sin tương tự sóng điều chế độ rộng PLC của biến tần, chứa nhiều sóng hài, chức năng của động cơ tần số thay đổi được chế tạo đặc biệt thực sự có thể được hiểu là một lò phản ứng cộng với một động cơ thông thường.

01 Sự khác biệt giữa động cơ thông thường và cấu tạo động cơ biến tần

1. Yêu cầu cách nhiệt cao hơn

Nói chung, cấp cách điện của động cơ chuyển đổi tần số là F trở lên, cách điện mặt đất và độ bền cách điện của các vòng dây phải được tăng cường, đặc biệt là khả năng cách điện chịu được điện áp xung.

2. Yêu cầu về độ rung và tiếng ồn của động cơ có tần số thay đổi cao hơn

Động cơ chuyển đổi tần số phải xem xét đầy đủ độ cứng của các bộ phận động cơ và tổng thể, đồng thời cố gắng tăng tần số tự nhiên của nó để tránh cộng hưởng với từng sóng lực.

3. Phương pháp làm mát của động cơ biến tần có khác nhau

Động cơ chuyển đổi tần số thường áp dụng làm mát thông gió cưỡng bức, nghĩa là quạt làm mát động cơ chính được điều khiển bởi một động cơ độc lập.

4. Yêu cầu khác nhau về biện pháp bảo vệ

Nên áp dụng các biện pháp cách nhiệt vòng bi cho động cơ có tần số thay đổi có công suất vượt quá 160kW.Nguyên nhân chính là dễ tạo ra mạch từ không đối xứng, đồng thời cũng tạo ra dòng điện trục. Khi dòng điện do các thành phần tần số cao khác tạo ra hoạt động cùng nhau, dòng điện trên trục sẽ tăng lên rất nhiều, dẫn đến hư hỏng ổ trục, do đó, các biện pháp cách nhiệt thường được thực hiện.Đối với động cơ có tần số thay đổi công suất không đổi, khi tốc độ vượt quá 3000/phút, nên sử dụng mỡ đặc biệt có khả năng chịu nhiệt độ cao để bù cho sự tăng nhiệt độ của ổ trục.

5. Hệ thống làm mát khác nhau

Quạt làm mát động cơ tần số thay đổi được cấp nguồn bằng nguồn điện độc lập để đảm bảo khả năng làm mát liên tục.

02 Sự khác biệt giữa thiết kế động cơ thông thường và động cơ biến tần

1. Thiết kế điện từ

Đối với động cơ không đồng bộ thông thường, các thông số hoạt động chính được xem xét trong thiết kế là khả năng quá tải, hiệu suất khởi động, hiệu suất và hệ số công suất.Động cơ có tần số thay đổi, do độ trượt tới hạn tỷ lệ nghịch với tần số nguồn nên có thể khởi động trực tiếp khi độ trượt tới hạn gần bằng 1. Do đó, khả năng quá tải và hiệu suất khởi động không cần phải xem xét quá nhiều, nhưng mấu chốt là vấn đề cần giải quyết là làm thế nào để cải thiện cặp động cơ. Khả năng thích ứng với nguồn điện không hình sin.

2. Thiết kế kết cấu

Khi thiết kế kết cấu cũng cần xem xét ảnh hưởng của đặc tính nguồn điện không hình sin đến kết cấu cách điện, phương pháp làm mát độ rung và tiếng ồn của động cơ biến tần.