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什么是变频电机变频电机的优势特点综述《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:26:58 阅读: 来源:认证厂家

2018-04-15 23:39:52来源:贤集网 赵媛

随着变频电机在日常生活生产中的广泛使用,我们也看到人们把普通电机加装上变频电机,想进行节能降耗。变频电机在标准环境条件下,以100%的额定负载在10%-100%额定速度范围内连续运行,温升不会超过该电机标定允许值的电机,变频电机在很多方面的性能优于普通电机其中最主要的是可以实现无极宽调速和轻载低转速下耗电较少。当然,除此之外,变频电机还有很多知识值得大家去了解!下面贤集网小编来为大家具体介绍一下什么是变频电机?变频电机的优势、特点、构造原理、使用注意事项、与普通电机的区别。一起来看看吧!

什么是变频电机

简单点,交流电机(一定是交流电机,直流电就一个频率更别提变频了)启动的时候电流会是工作电流的7-8倍甚至更大。一般小交流电机电流大也大不到那里去。就直接启动了。但是大型交流电机也就是超过7.5kw的电机启动时候电流无比的大,这时候直接启动会使电机发热损坏另外对电网的冲击也很可观。所以需要加变频电机。变频电机通过电力半导体的通断把工频的也就是我们所说的380v 50hz的频率改变,电机启动时频率一点点增加,实现交流电机的软启动,精确调速、过载过流过压保护等功能!

变频电机的优势

一、变频电机更加节能

所的家用电器在电机运行中,均产生不同 程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗,铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是团队子铜耗。因为普通的交流异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需要考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会合适电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,但如果使用变频电机,其能耗能减少20%-30%左右。

二、变频电机谐波电磁噪声与震动更小

普通异步电动机由于电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。但是变频电机就可以有效解决这些问题。

三、变频电机可应对频繁启动、制动

变频电机可解决普通异步电动机效率、温升、绝缘强度、噪声与震动和冷却,以及频繁启动、制动给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化等问题,还可有效降低电机在启动是的瞬间电压。变频电机可无极变速无极调速就是从停止到最快速度,或从最快速度到停止,没有档位,是逐步变快或变慢。另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求,而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

四、变频电机使用寿命更长

电机在运行时载波频率约几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机匝间绝缘承受较为严酷的考验,而变频电机可以工作在整流滤波之下的电压之下,性能可以更加稳定,而且寿命更长久。

五、变频电机可无极变速

无极调速就是从停止到最快速度,或从最快速度到停止,没有档位,是逐步变快或变慢,另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求,而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

变频电机的特点

一、电磁设计

对普通异步电动机来说,变频电机设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

采取的方式一般如下:

1、尽可能的减小定子和转子电阻。

减小定子电阻即可降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增。

2、为抑制电流中的高次谐波,需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大,高次谐波铜耗也增大。因此,电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3、变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态,一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时,为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

二、结构设计

结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般注意以下问题:

1、绝缘等级,一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2、对电机的振动、噪声问题,要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。

3、冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4、防止轴电流措施,对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,从而导致轴承损坏,所以一般要采取绝缘措施。

5、对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂,以补偿轴承的温度升高。

变频电机的构造原理

1、电动机的调速与控制,是工农业各类机械及办公、民生电器设备的基础技术之一。随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展,采用"专用变频感应电动机+变频器"的交流调速方式,正在以其卓越的性能和经济性,在调速领域,引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革。它给各行各业带来的福音在于:使机械自动化程度和生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、电源系统容量相应提高、设备小型化、增加舒适性,正以很快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案。

2、由于变频电源的特殊性,以及系统对高速或低速运转、转速动态响应等需求,对作为动力主体的电动机,提出了苛刻的要求,给电动机带来了在电磁、结构、绝缘各方面新的课题。

变频电机的使用注意事项

一、普通电机为恒频恒压设计,不能完全适应变频要求;

二、变频器产生不同的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。高次谐波会引起电动机定子、转子的铜耗。高次谐波电压以较大的转差切割转子导线后,会产生很大的转子损耗。另外还需要考虑其他铜耗,这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低。如将普通电机运行在变频器输出的非正弦电流下,温升一般要增加10-20%。

三、变频器PWM控制方式产生的矩形波冲击电压叠加在电动机原有的电压上,会对电动机绝缘层造成严重的减弱,加速绝缘的老化。

四、当电源频率较低时,电流高次谐波所引起的损耗加大,冷却风量与转速的三次方比例减小,使得电动机低速状态下冷却变坏,温升增就增加,并难以恒转矩输出。

五、变频状态下环境变差。

六、变频电动机设计要求

1、减小定子、转子电阻减小铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗。

2、电感增加会抑制电流的高次谐波,但转子槽漏电抗较大其肌肤效应也较大,高次谐波铜耗也增大。因此,电动机电感大小要兼顾整个转速范围内的阻抗匹配的合理性。

3、绝缘等级一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘冲击电压的能力。

4、采用独立电机风机驱动冷却。

5、防止轴电流产生;轴、轴承、端盖、机座等构成回路,在磁场中产生电流,对轴承的工作面损伤大小程度,取决于电流大小。一般产生这个电流原因有不对称磁场;不对称、无屏蔽导线;变频快速通、断;一般在轴承工作面通过喷涂等方法镀上一层氧化铝绝缘层,大约100um厚度,相当于50兆欧。

变频电机与普通电机的区别

一、普通电机和变频电机结构上的区别

1、绝缘等级要求更高

一般变频电机的绝缘等级为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2、变频电机的振动、噪声要求更高

变频电机要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。

3、变频电机冷却方式不同

变频电机一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4、保护措施要求不同

对容量超过160KW变频电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,从而导致轴承损坏,所以一般要采取绝缘措施。 对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂,以补偿轴承的温度升高。

5、散热系统不同

变频电机散热风扇采用独立电源供电,保证持续的散热能力。

二、普通电机和变频电机设计上的区别

1、电磁设计

对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

2、结构设计

在结构设计时,主要也是要考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响。

三、普通电机和变频电机测量上的区别

1、变频器实际输出波形为PWM波,除了基波外,还包含载波信号。载波信号频率要比基波高得多,且是方波信号,包含大量的高次谐波,对于测试系统则要求有更高的采样频率和带宽。

2、变频器供电的环境下,各种高频干扰无处不在,电磁干扰要比工频环境要强得多,这就要求测试系统有更强的电磁兼容能力。

3、PWM波的峰值因数一般都较高,普通仪表根本满足了要求,对于变频测试系统来说,要求有更高的测量峰值因数测量能力。

4、用于变频测试的仪表应具备在各种PWM波形中分解出其基波的能力,严格测量需采用数字信号处理的方式,也就是高速采样得到样本序列,再对样本序列进行离散傅里叶变换,得到基波有幅值、相位及各次谐波的幅值和相位。

上述是贤集网小编为大家介绍的什么是变频电机?变频电机的优势、特点、构造原理、使用注意事项、与普通电机的区别。当然了,随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展,采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式,正在以其卓越的性能和经济性,在调速领域,引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革。它给各行各业带来的福音在于:使机械自动化程度和生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、电源系统容量相应提高、设备小型化、增加舒适性,正以很快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案。

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