1、電動(dòng)機的效率和溫升的問(wèn)題
不論那種形式的變頻器
變頻器的英文譯名是VFD(Variable-frequency Drive),這可能是現代科技由中文反向譯為英文的為數不多實(shí)例之一。(但VFD也可解釋為Vacuum fluorescent display,真空熒光管,故這種譯法并不常用)。變頻器是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過(guò)改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來(lái)控制交流電動(dòng)機的電力傳動(dòng)元件。變頻器在中、韓等亞洲地區受日本廠(chǎng)商影響而曾被稱(chēng)作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter)。 ,在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動(dòng)機在非正弦電壓、電流下運行。拒資料介紹,以目前普遍使用的正弦波PWM 型變頻器為例,其低次諧波基本為零,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u+1(u為調制比)。
PWM即脈沖寬度調制,是一種利用微處理器的數字輸出來(lái)控制模擬電路的控制技術(shù)。PWM以其控制簡(jiǎn)單、靈活、效率高和動(dòng)態(tài)響應好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。PWM是開(kāi)關(guān)型穩壓電源中的術(shù)語(yǔ)。這是按穩壓的控制方式分類(lèi)的,除了PWM型,還有PFM型和PWM、PFM混合型。如今的很多微型控制器中都有PWM控制器。
高次諧波會(huì )引起電動(dòng)機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,*為顯著(zhù)的是轉子銅(鋁)耗。因為
異步電動(dòng)機是各類(lèi)電動(dòng)機中應用*廣、需要量*大的一種。異步電動(dòng)機由氣隙旋轉磁場(chǎng)與轉子繞組感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉矩,從而實(shí)現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。作電動(dòng)機運行的異步電機。因其轉子繞組電流是感應產(chǎn)生的,又稱(chēng)感應電動(dòng)機。
是以接近于基波頻率所對應的同步轉速旋轉的,因此,高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條后,便會(huì )產(chǎn)生很大的轉子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì )使電動(dòng)機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動(dòng)機運行于變頻器輸出的非正弦 條件下,其溫升一般要增加10*--20*。
電源是向電子設備提供功率的裝置,也稱(chēng)電源供應器,它提供計算機中所有部件所需要的電能。
2、電動(dòng)機絕緣強度問(wèn)題
目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫,這就使得電動(dòng)機定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當于對電動(dòng)機施加陡度很大的沖擊電壓,使電動(dòng)機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動(dòng)機運行電壓上,會(huì )對電動(dòng)機對地絕緣構成威脅,對地絕緣在高壓的反復沖擊下會(huì )加速老化。
3、諧波電磁噪聲與震動(dòng)
普通異步電動(dòng)機采用變頻器供電時(shí),會(huì )使由電磁、機械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變的更加復雜。變頻電源
變頻電源是將市電中的交流電經(jīng)過(guò)AC→DC→AC變換, 輸出為純凈的正弦波,輸出頻率和電壓 一定范圍內可調。它有別于用于電機調速用的變頻調速控制器,也有別于普通交流穩壓電源。理想的交流電源的特點(diǎn)是頻率穩定、電壓穩定、內阻等于零、電壓波形為純正弦波(無(wú)失真)。變頻電源十分接近于理想交流電源,因此,先進(jìn)發(fā)達國家越來(lái)越多地將變頻電源用作標準供電電源,以便為用電器提供*優(yōu)良的供電環(huán)境,便于客觀(guān)考核用電器的技術(shù)性能。 變頻電源主要有二大種類(lèi):線(xiàn)性放大型和SPWM開(kāi)關(guān)型。 中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)機電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動(dòng)機機體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí),將產(chǎn)生共振現象,從而加大噪聲。由于電動(dòng)機工作頻率范圍寬,轉速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開(kāi)電動(dòng)機的各構件的固有震動(dòng)頻率。
4、電動(dòng)機對頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的適應能力
由于采用變頻器供電后,電動(dòng)機可以在很低的頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式啟動(dòng),并可利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng),為實(shí)現頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng )造了條件,因而電動(dòng)機的機械系統和電磁系統處于循環(huán)交變力的作用下,給機械結構和絕緣結構帶來(lái)疲勞和加速老化問(wèn)題。
5、低轉速時(shí)的冷卻問(wèn)題
*先,異步電動(dòng)機的阻抗不盡理想,當電源是向電子設備提供功率的裝置,也稱(chēng)電源供應器,它提供計算機中所有部件所需要的電能。頻率較底時(shí),電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次,普通異步電動(dòng)機再轉速降低時(shí),冷卻風(fēng)量與轉速的三次方成比例減小,致使電動(dòng)機的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實(shí)現恒轉矩輸出。