普通異步電動機與變頻電動機的區別/ m+ x- N1 W$ [& ~
. i( ?; A# E5 P& l) ]普通異步電動機是由電網正弦波電壓供電的,在恒定50 Hz頻率下工作;而變頻電動機在通用電壓型變頻器供電的情況下,* c; @# m5 t: e- O; V" O
被施加PWM波電壓(即脈沖寬度調制方式的方波),工作的頻率范圍是變化的,通常從0.5Hz左右至400Hz左右。所以兩者無論在起動、運行以及對絕緣的要求方面都有較大的差異。
% H; M3 W F; |' l- h: ~" }) N& ? 普通異步電動機用變頻器供電會產生如下問題:& T' e- V& t8 M; P4 T5 ~2 ? z2 p
(1)普通異步電動機設計的超速能力為1.2倍的額定轉速。因此,變頻后若超過60 Hz,則從機械角度看,軸承和轉子的離心力、電動機的振動等都會產生問題。0 l" W1 h% c7 D1 H$ J
(2)普通異步電動機在低頻運行時,由于轉速很低,同軸安裝的冷卻風扇的風量大大降低(冷卻風量與斗爭速的三次方成正比例),電動機因散熱困難而溫升急劇增加,將無法實現額定轉矩的輸出。
; A) V( Z- D1 Q! ~+ c8 | (3)PWM波具有很大的dU/dt值,通常380v電壓等級的IGBT變頻器,其dU/dt可達每微秒數千伏,而且繞組的電壓非均勻分布,繞組端部對地的電壓最高,所以從電氣角度講,電動機的絕緣難以承受;,還應注意,PWM波經電纜到電動機的傳榆過程中,由于電動機與電纜的特征阻抗不同,會引起波的反射和疊加,最終造成電動機端于的過電壓。; m4 l: G3 W/ E0 z
(4)變頻供電時產生的諧波,能使電動機定子電流增大2%—20%(大小與變頻器特性有關,空載時尤為突出),同時諧波電流還增加了無功功率,使電動機的功率因數降低(諧波損耗可使電動機的效率降低1%—3%);諧波發熱也是不可忽視的,通常變頻供電下的電動機溫升約比電網供電時高5—10K。2 a5 Z' B" }5 c, V/ @, I
(5)由于三相PWM波為高頻波,而且在每一瞬間的合成電壓不為零,所以反映在電動機上的零序分量較大,軸電壓也較大。對于大功率電動機來說,軸電流問題是必須注意的。
! ?6 c" Y% M1 _當然,涉及的問題還遠不止這些 為了電動機適合變頻器的特點,于是制造出變頻電動機,其特點是:; j8 F! B! i+ a! n; n, |8 k
(1)具有較高的機械強度,采用高速軸承,通常允許在100 Hz下運行,即為額定轉速的2倍。8 n+ U/ y4 [, A
(2)采用比B級絕緣耐熱性能更好的F級絕緣,并加強端部、槽部的絕緣以及整體的浸漬處理,以提高絕緣強度和降低電磁噪聲。對電動機的匝間耐壓也有進一步提高。( x; V5 v- f, F0 {1 J- Y' i
(3)電動機應具有較寬的調速范圍,電磁負荷設計裕量大,在低頻下起動,有較大的起動轉矩。在一般情況下,變頻電動機起動時的過載倍數為1.15—1.20,在額定電壓和頻率下的過載倍數為1.6-2.0。對于冶金起重等電動機,則過載倍數更大。
! J- Y/ I, A2 U* m0 c (4)電壓型變煩器應選用漏抗較大的電動機,電流型變頻器則應選用漏抗較小的電動機。往往漏抗大的電動機起動轉矩倍數較小,所以電動機制造時必須兼顧這兩方面的因素。
! E D9 I4 n* I9 N- }. _ (5)帶獨立風扇強制通風的冷卻方式,應保證在整個高速范圍內的冷卻通風。
8 ]) t, N; v. R (6)對于6KV及以上電壓等級的電動機,應安裝絕緣軸承,以阻斷軸承電流。 |