普通异步电动机与变频电动机的区别
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! S) K& {3 o# w0 X6 y普通异步电动机是由电网正弦波电压供电的,在恒定50 Hz频率下工作;而变频电动机在通用电压型变频器供电的情况下,1 _9 x3 b4 b9 O4 J: B( M- k
被施加PWM波电压(即脉冲宽度调制方式的方波),工作的频率范围是变化的,通常从0.5Hz左右至400Hz左右。所以两者无论在起动、运行以及对绝缘的要求方面都有较大的差异。
2 U( C- B7 j% [% j 普通异步电动机用变频器供电会产生如下问题:9 s+ i M$ p; o: \0 b c1 O% |
(1)普通异步电动机设计的超速能力为1.2倍的额定转速。因此,变频后若超过60 Hz,则从机械角度看,轴承和转子的离心力、电动机的振动等都会产生问题。
. ~) g, A4 T, k/ H1 i/ o3 b (2)普通异步电动机在低频运行时,由于转速很低,同轴安装的冷却风扇的风量大大降低(冷却风量与斗争速的三次方成正比例),电动机因散热困难而温升急剧增加,将无法实现额定转矩的输出。
% O: D1 C( T, T: [, B% S (3)PWM波具有很大的dU/dt值,通常380v电压等级的IGBT变频器,其dU/dt可达每微秒数千伏,而且绕组的电压非均匀分布,绕组端部对地的电压最高,所以从电气角度讲,电动机的绝缘难以承受;,还应注意,PWM波经电缆到电动机的传榆过程中,由于电动机与电缆的特征阻抗不同,会引起波的反射和叠加,最终造成电动机端于的过电压。
( W0 b7 ]8 S2 U% C(4)变频供电时产生的谐波,能使电动机定子电流增大2%—20%(大小与变频器特性有关,空载时尤为突出),同时谐波电流还增加了无功功率,使电动机的功率因数降低(谐波损耗可使电动机的效率降低1%—3%);谐波发热也是不可忽视的,通常变频供电下的电动机温升约比电网供电时高5—10K。0 M1 n- A5 }3 w; o4 Y9 _9 R, y
(5)由于三相PWM波为高频波,而且在每一瞬间的合成电压不为零,所以反映在电动机上的零序分量较大,轴电压也较大。对于大功率电动机来说,轴电流问题是必须注意的。
: V, E: D3 T: K! f当然,涉及的问题还远不止这些 为了电动机适合变频器的特点,于是制造出变频电动机,其特点是:
, X3 J7 U# i; ?$ H. t1 ] W$ @# t(1)具有较高的机械强度,采用高速轴承,通常允许在100 Hz下运行,即为额定转速的2倍。& n! w, v t n- H- { t6 e
(2)采用比B级绝缘耐热性能更好的F级绝缘,并加强端部、槽部的绝缘以及整体的浸渍处理,以提高绝缘强度和降低电磁噪声。对电动机的匝间耐压也有进一步提高。
6 c6 ?% l; c2 ]9 p (3)电动机应具有较宽的调速范围,电磁负荷设计裕量大,在低频下起动,有较大的起动转矩。在一般情况下,变频电动机起动时的过载倍数为1.15—1.20,在额定电压和频率下的过载倍数为1.6-2.0。对于冶金起重等电动机,则过载倍数更大。+ \, A9 T+ X" P2 a8 \8 H1 O {
(4)电压型变烦器应选用漏抗较大的电动机,电流型变频器则应选用漏抗较小的电动机。往往漏抗大的电动机起动转矩倍数较小,所以电动机制造时必须兼顾这两方面的因素。
! k3 O& Z2 E/ ]- t/ M' A (5)带独立风扇强制通风的冷却方式,应保证在整个高速范围内的冷却通风。9 C! d- w/ W' c% ]1 q. Y8 z
(6)对于6KV及以上电压等级的电动机,应安装绝缘轴承,以阻断轴承电流。 |