La differenza tra il motore a frequenza variabile e il motore a frequenza di potenza
Innanzitutto, i normali motori asincroni sono progettati in base alla frequenza costante e alla tensione costante, ed è impossibile adattarsi completamente ai requisiti della regolazione della velocità di conversione della frequenza.
L'influenza dell'inverter sul motore
1, l'efficienza del motore e il problema di aumento di temperatura
Indipendentemente dalla forma del convertitore di frequenza, durante il funzionamento vengono generati diversi livelli di tensione e corrente armonica, in modo che il motore funzioni con tensione e corrente non sinusoidali. Rifiutando l'introduzione dei dati, prendendo come esempio l'invertitore di tipo PWM sinusoidale comunemente utilizzato, le armoniche più basse sono sostanzialmente pari a zero e le componenti armoniche rimanenti più alte che sono circa il doppio della frequenza portante sono: 2u + 1 (u Per il rapporto di modulazione). Armoniche più elevate causano un aumento della perdita di rame dello statore, consumo di rame (alluminio) del rotore, perdita di ferro e perdite aggiuntive, in particolare il consumo di rame (alluminio) del rotore. Poiché il motore asincrono ruota a una velocità sincrona vicina alla frequenza fondamentale, la tensione armonica di ordine elevato causerà una perdita di rotore di grandi dimensioni dopo il taglio della barra del rotore con un grande slittamento. Inoltre, è necessario considerare il consumo aggiuntivo di rame dovuto all'effetto pelle. Queste perdite causeranno al motore di generare calore aggiuntivo, ridurre l'efficienza e ridurre la potenza di uscita. Ad esempio, se il normale motore asincrono trifase viene azionato sotto l'uscita di alimentazione non sinusoidale dell'inverter, l'aumento della temperatura aumenterà generalmente del 10% -20%.
2, problema di resistenza dell'isolamento del motore
Al momento, molti inverter di piccole e medie dimensioni utilizzano il controllo PWM. La sua frequenza portante è di circa da mille a dieci kilohertz, il che rende l'avvolgimento dello statore del motore in grado di sopportare un aumento di tensione elevato, che equivale ad applicare una forte tensione di shock al motore, in modo che l'isolamento dell'inter-giro del motore è più resistente. Un test severo. Inoltre, la tensione di picco del chopper rettangolare generata dall'inverter PWM viene sovrapposta alla tensione di esercizio del motore, che rappresenta una minaccia per l'isolamento del motore a terra e l'isolamento del suolo accelera l'invecchiamento sotto l'impatto ripetuto di alta voltaggio.
3. Rumore e vibrazioni elettromagnetiche armoniche
Quando il normale motore asincrono è alimentato dall'inverter, la vibrazione e il rumore causati da fattori elettromagnetici, meccanici, di ventilazione e altri fattori diventeranno più complicati. Ogni volta che l'armonica contenuta nell'alimentatore a frequenza variabile interferisce con le armoniche spaziali intrinseche della parte elettromagnetica del motore per formare varie forze eccitanti elettromagnetiche. Quando la frequenza dell'onda di forza elettromagnetica coincide con o è vicina alla frequenza di vibrazione naturale del corpo del motore, si verifica un fenomeno di risonanza, aumentando così il rumore. Poiché la gamma di frequenza operativa del motore è ampia e la gamma della velocità di rotazione è ampia, le frequenze di varie onde di forza elettromagnetiche sono difficili da evitare per la frequenza di vibrazione naturale di ciascun componente del motore.
4. La capacità del motore di adattarsi all'avviamento e alla frenata frequenti
Poiché l'inverter è alimentato, il motore può essere avviato senza corrente di spunto a bassissima frequenza e tensione e può essere frenato rapidamente con vari metodi di frenatura forniti dall'inverter, al fine di ottenere frequenti avviamenti e frenate. Le condizioni vengono create, in modo che il sistema meccanico e il sistema elettromagnetico del motore si trovino sotto l'azione di una forza ciclica alternata, che porta problemi di affaticamento e di invecchiamento accelerato alla struttura meccanica e alla struttura isolante.
5, problemi di raffreddamento a bassa velocità
Innanzitutto, l'impedenza del motore asincrono non è l'ideale. Quando la frequenza di alimentazione è inferiore, la perdita causata dalle armoniche superiori nell'alimentatore è maggiore. In secondo luogo, quando il normale motore asincrono viene ridotto in velocità, il volume dell'aria di raffreddamento è proporzionale al cubo della velocità di rotazione, il che causa il deterioramento della condizione di raffreddamento a bassa velocità del motore e l'aumento della temperatura aumenta notevolmente, rendendo difficile per ottenere una coppia costante.
In secondo luogo, le caratteristiche del motore a frequenza variabile
1, design elettromagnetico
Per i normali motori asincroni, i principali parametri di prestazione considerati nella riprogettazione sono la capacità di sovraccarico, le prestazioni iniziali, l'efficienza e il fattore di potenza. Il motore a frequenza variabile, poiché il rapporto di scorrimento critico è inversamente proporzionale alla frequenza di alimentazione, può essere avviato direttamente quando la velocità di scorrimento critica è vicina a 1. Pertanto, la capacità di sovraccarico e le prestazioni di avviamento non devono essere considerate troppo e il problema chiave da risolvere è come migliorare la coppia di motori. La capacità di adattarsi agli alimentatori non sinusoidali. Il metodo è generalmente come segue:
1) Ridurre il più possibile la resistenza dello statore e del rotore. Ridurre la resistenza dello statore per ridurre la perdita di rame dell'onda fondamentale per compensare l'aumento del consumo di rame causato da armoniche più alte
2) Per sopprimere le armoniche superiori nella corrente, è necessario aumentare appropriatamente l'induttanza del motore. Tuttavia, la resistenza di dispersione della scanalatura del rotore è grande e anche l'effetto pelle è ampio e il consumo elevato di rame armonico è aumentato. Pertanto, la dimensione della resistenza di dispersione del motore dovrebbe tenere conto della ragionevolezza della corrispondenza dell'impedenza nell'intero intervallo di velocità.
3) Il circuito magnetico principale del motore a frequenza variabile è generalmente progettato per essere insaturo. Uno è considerare le armoniche superiori per approfondire la saturazione del circuito magnetico, e l'altro è aumentare la tensione di uscita dell'inverter per aumentare la coppia di uscita alle basse frequenze.
2, design strutturale
Quando si progetta di nuovo la struttura, si considera principalmente l'influenza delle caratteristiche di alimentazione non sinusoidale sulla struttura di isolamento, la modalità di raffreddamento a vibrazione e rumore del motore a frequenza variabile. Prestare generalmente attenzione ai seguenti problemi:
1) Grado di isolamento, generalmente di classe F o superiore, per rafforzare la resistenza dell'isolamento del terreno e l'isolamento della bobina, in particolare la capacità dell'isolamento di sopportare la tensione di impatto.
2) Per la vibrazione e il rumore del motore, la rigidità del componente del motore e il tutto dovrebbero essere pienamente considerati, e la frequenza naturale dovrebbe essere aumentata il più possibile per evitare la risonanza con ogni onda di forza. 3) Metodo di raffreddamento: generalmente viene adottato il raffreddamento ad aria forzata, ovvero la ventola di raffreddamento del motore principale è azionata da un motore indipendente.
4) Misure per prevenire la corrente dell'albero. Per i cuscinetti con una capacità superiore a 160 kW, è necessario adottare misure di isolamento dei cuscinetti. Principalmente a causa dell'asimmetria del circuito magnetico, viene generata anche la corrente dell'albero. Quando le correnti generate da altri componenti ad alta frequenza lavorano insieme, la corrente dell'albero aumenta notevolmente, con conseguenti danni ai cuscinetti, pertanto vengono generalmente adottate misure di isolamento.
5) Per motori a frequenza variabile a potenza costante, quando la velocità supera i 3000 / min, per compensare l'aumento di temperatura del cuscinetto deve essere utilizzato un grasso speciale resistente alle alte temperature.
Il motore a frequenza variabile può funzionare a lungo nel campo di 0,1HZ - 130HZ. Il motore ordinario può essere utilizzato in:
Funzionamento a 2 poli a lungo termine nel range di 20--65 hz.
4 poli per funzionamento a lungo termine nell'intervallo 25--75 hz.
6 poli per funzionamento a lungo termine nell'intervallo 30-85 Hz.
Funzionamento a lungo termine a 8 poli nell'intervallo 35--100 Hz.
