Разница между частотно-регулируемым двигателем и обычным двигателем
Во-первых, обычные асинхронные двигатели спроектированы в соответствии с постоянной частотой и постоянным напряжением, и невозможно полностью адаптироваться к требованиям регулирования скорости преобразования частоты. Ниже приведено влияние инвертора на двигатель
1, КПД двигателя и проблема повышения температуры
Независимо от формы преобразователя частоты во время работы генерируются разные уровни гармонического напряжения и тока, так что двигатель работает при несинусоидальном напряжении и токе. Отказавшись от введения данных, взяв в качестве примера синусоидальный инвертор типа ШИМ, обычно используемый в настоящее время, нижние гармоники в основном равны нулю, а оставшиеся компоненты высших гармоник, которые примерно в два раза больше несущей частоты: 2u + 1 (u Для коэффициент модуляции).
Более высокие гармоники приводят к увеличению потерь в меди статора, расхода меди (алюминия) ротора, потерь в железе и дополнительных потерь, прежде всего, потребления меди (алюминия) ротора. Поскольку асинхронный двигатель вращается с синхронной скоростью, близкой к основной частоте, гармоническое напряжение высокого порядка вызовет большие потери в роторе после резки ротора с большим скольжением. Кроме того, необходимо учитывать дополнительное потребление меди из-за скин-эффекта. Эти потери приводят к тому, что двигатель выделяет дополнительное тепло, снижает эффективность и снижает выходную мощность. Например, если обычный трехфазный асинхронный двигатель работает под несинусоидальным выходом источника питания инвертора, повышение температуры, как правило, увеличивается на 10-20%.
2, проблема прочности изоляции двигателя
В настоящее время многие инверторы малого и среднего размера используют ШИМ-управление. Его несущая частота составляет от нескольких тысяч до десяти килогерц, что позволяет обмотке статора двигателя выдерживать высокую скорость нарастания напряжения, что эквивалентно подаче на двигатель крутого ударного напряжения, так что межвитковая изоляция двигателя более устойчив. Суровое испытание. Кроме того, импульсное напряжение прямоугольного прерывателя, генерируемое ШИМ-инвертором, накладывается на рабочее напряжение двигателя, что создает угрозу изоляции двигателя на земле, а изоляция земли ускоряет старение под воздействием многократного воздействия высокое напряжение.
3. Гармоничные электромагнитные шумы и вибрации
Когда обычный асинхронный двигатель питается от инвертора, вибрация и шум, вызванные электромагнитными, механическими, вентиляционными и другими факторами, станут более сложными. Каждый раз, когда гармоника, содержащаяся в источнике питания переменной частоты, сталкивается с внутренними пространственными гармониками электромагнитной части двигателя, образуя различные электромагнитные возбуждающие силы. Когда частота электромагнитной силовой волны совпадает или близка к частоте собственных колебаний корпуса двигателя, возникает явление резонанса, что увеличивает шум. Поскольку диапазон рабочих частот двигателя является широким, а диапазон частоты вращения большим, частоты различных электромагнитных силовых волн трудно избежать естественной частоты колебаний каждого компонента двигателя.
4, способность двигателя адаптироваться к частому пуску и торможению
Поскольку инвертор запитан, двигатель может быть запущен без пускового тока при очень низкой частоте и напряжении, и его можно быстро затормозить с помощью различных методов торможения, предоставляемых инвертором, для обеспечения частого пуска и торможения. Создаются условия для того, чтобы механическая система и электромагнитная система двигателя находились под действием циклического переменного усилия, которое создает проблемы усталости и ускоренного старения для механической конструкции и изолирующей конструкции.
5, проблемы с охлаждением на низкой скорости
Прежде всего, сопротивление асинхронного двигателя не является идеальным. Когда частота питания ниже, потери, вызванные высшими гармониками в источнике питания, больше. Во-вторых, когда скорость нормального асинхронного двигателя снижается, объем охлаждающего воздуха пропорционален кубу скорости вращения, что приводит к ухудшению режима охлаждения низкоскоростного двигателя, и резко возрастает повышение температуры, что затрудняет для достижения постоянного крутящего момента на выходе.
6, принцип работы двигателя преобразования частоты
На следующем рисунке (а) представлена фотография двигателя вентилятора, который был разобран. Вентилятор представляет собой двигатель переменной частоты, который можно определить по положению, в котором расположена катушка. На следующем рисунке (b) показана плата управления двигателем инвертора. Микросхема управления объединяет функцию DSP и драйвер, упрощая структуру схемы. Скорость двигателя может быть изменена путем программирования микросхемы управления.
