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基于变频器控制电机(工频电机变频控制)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-24 18:34   点击:242  编辑:admin   手机版

1. 工频电机变频控制

可以。

变频调速电机能直接工频启动,只是在工频下工作没有调速功能。 

 变频调速电机实际上为变频器设计的电机为变频专用电机,电机可以在变频器的驱动下实现不同的转速与扭矩,以适应负载的需求变化。

2. 工业变频电机

变频电机的最佳运行负荷一般在0.78~0.88时为电动机运行的最佳

不同的设备、不同的工况,以及不同的电机负载特性,综合分析和评价条件下,选择更为经济和合理的系统节能方案,实现系统能源最优利用率,是一项非常值得深层次研究的电机节能技术。客观地讲,电机的单机节能水平非常重要,但脱离开的电机所拖动的设备和工况,最终的系统节能效果可能不会很理想。

对于电机负载率较高(超过0.5)、运行时间较长的恒转矩负载的工况,选择普通工频高效电机即可,实际的配置成本较低,节能效果也能得到较好的保证。

3. 工频电机变频控制的缺点

区别如下:

一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的,不可能完全适应变频调速的要求。变频器对电机的影响。

1.电动机的效率和温升的问题

不论那种形式的变频器,在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。拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u+1(u为调制比)。高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。因为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,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%--20%。

2.电动机绝缘强度问题

目前中小型变频器,不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3.谐波电磁噪声与震动

普通异步电动机采用变频器供电时,会使由电磁、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。

4.电动机对频繁启动、制动的适应能力

由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5.低转速时的冷却问题

首先,异步电动机的阻抗不尽理想,当电源频率较底时,电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次,普通异步电动机再转速降低时,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。

二、变频电动机的特点

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。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。

2.结构设计

再结构设计时,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。

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。

变频电机可在0.1HZ--130HZ范围长期运行,

普通电机可在:2极的为20--65hz范围长期运行.

4极的为25--75hz范围长期运行.

6极的为30--85hz范围长期运行.

8极的为35--100hz范围长期运行

4. 变频器控制工频电机

答,异步50赫兹电动机都能用变频器,它是由变频器改变工频频率,实现变速。

5. 工频控制和变频控制

1、工频和变频的区别在于两者的概念不同。变频指的是-种通过改变交流电频率的方式来实现交流电控制的技术而工频指的是工业上用的交流电源的频率,其单位为赫兹。

(1)工频一般指市电的频率,在我国是50Hz,其他国家也有60Hz的。中国电力工业的市电标准频率定为50赫兹。有些国家或地区(如美国等)则定为60赫兹。工频电压是指国家规定的电力工业及用电设备的统一标准电压。

(2)我国单相电源工频电压,50赫兹,220V 。三相电源工频电压是50赫兹 380V ,由于世界各地工业发展的不平衡及二战期间的殖民统制等原因的影响,工频电压在全世界没有统一的标准。

(3)各国各不相同地区性差异很大, 而变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

2、变频就是改变供电频率,从而调节负载,起到降低功耗,减小损耗,延长设备使用寿命等作用。

(1)变频技术的核心是变频器,通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节,把50Hz的固定电网频改为30—130 Hz的变化频率。同时,还使电源电压适应范围达到142—270V,解决了由于电网电压的不稳定而影响电器工作的难题。 通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。

(2)变频器包括整流电路与逆变电路两部分。变频器驱动电机的电压波形是脉宽变化的脉冲波形,而不是正弦波电压波形。变频-工频切换时,出现变频炸机,出现空开跳闸,由此出现了各种解释,使变频-工频切换成为一个是忽难以逾越的门槛。

6. 普通电机变频控制

变频调速正常是得用变频调速电机,但很多厂家为了省钱用普通电机来替代,这样有以下问题:

1.当电机运行在低速时,由于转速低造成电机的散热差,致使电机的温度过高。

2.普通电机的绕组没做防高次谐波的处理,会造成电机的非正常的匝间短路。 排除以下2点普通电机和变频电机就没什么别的区别了。

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