普通異步電動機與變頻電機的區別》 一、普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的,不可能完全適應變頻調速的要求。以下為變頻器對電機的影響
1、電動機的效率和溫升的問題
不論那種形式的變頻器,在運行中均產生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機在非正弦電壓、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為調製比)。
高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,最為顯著的是轉子銅(鋁)耗hao。因yin為wei異yi步bu電dian動dong機ji是shi以yi接jie近jin於yu基ji波bo頻pin率lv所suo對dui應ying的de同tong步bu轉zhuan速su旋xuan轉zhuan的de,因yin此ci,高gao次ci諧xie波bo電dian壓ya以yi較jiao大da的de轉zhuan差cha切qie割ge轉zhuan子zi導dao條tiao後hou,便bian會hui產chan生sheng很hen大da的de轉zhuan子zi損sun耗hao。除chu此ci之zhi外wai,還hai需xu考kao慮lv因yin集ji膚fu效xiao應ying所suo產chan生sheng的de附fu加jia銅tong耗hao。這zhe些xie損sun耗hao都dou會hui使shi電dian動dong機ji額e外wai發fa熱re,效xiao率lv降jiang低di,輸shu出chu功gong率lv減jian小xiao,如ru將jiang普pu通tong三san相xiang異yi步bu電dian動dong機ji運yun行xing於yu變bian頻pin器qi輸shu出chu的de非fei正zheng弦xian電dian源yuan條tiao件jian下xia,其qi溫wen升sheng一yi般ban要yao增zeng加jia10%--20%。
2、電動機絕緣強度問題
目前中小型變頻器,不少是采用PWMdekongzhifangshi。tadezaibopinlvyueweijiqiandaoshijiqianhe,zhejiushidediandongjidingziraozuyaochengshouhengaodedianyashangshenglv,xiangdangyuduidiandongjishijiadouduhendadechongjidianya,shidiandongjidezajianjueyuanchengshoujiaoweiyankudekaoyan。lingwai,youPWM變頻器產生的矩形斬波衝擊電壓疊加在電動機運行電壓上,會對電動機對地絕緣構成威脅,對地絕緣在高壓的反複衝擊下會加速老化。
3、諧波電磁噪聲與震動
普通異步電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、機械、tongfengdengyinsusuoyinqidezhendonghezaoshengbiandegengjiafuza。bianpindianyuanzhonghanyoudegecishijianxieboyudiandongjidiancibufendeguyoukongjianxieboxianghuganshe,xingchenggezhongdiancijizhenli。dangdiancilibodepinlvhediandongjijitideguyouzhendongpinlvyizhihuojiejinshi,jiangchanshenggongzhenxianxiang,congerjiadazaosheng。youyudiandongjigongzuopinlvfanweikuan,zhuansubianhuafanweida,gezhongdiancilibodepinlvhennanbikaidiandongjidegegoujiandeguyouzhendongpinlv。
4、電動機對頻繁啟動、製動的適應能力
由(you)於(yu)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)供(gong)電(dian)後(hou),電(dian)動(dong)機(ji)可(ke)以(yi)在(zai)很(hen)低(di)的(de)頻(pin)率(lv)和(he)電(dian)壓(ya)下(xia)以(yi)無(wu)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)的(de)方(fang)式(shi)啟(qi)動(dong),並(bing)可(ke)利(li)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)所(suo)供(gong)的(de)各(ge)種(zhong)製(zhi)動(dong)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)製(zhi)動(dong),為(wei)實(shi)現(xian)頻(pin)繁(fan)啟(qi)動(dong)和(he)製(zhi)動(dong)創(chuang)造(zao)了(le)條(tiao)件(jian),因(yin)而(er)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)和(he)電(dian)磁(ci)係(xi)統(tong)處(chu)於(yu)循(xun)環(huan)交(jiao)變(bian)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),給(gei)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)和(he)絕(jue)緣(yuan)結(jie)構(gou)帶(dai)來(lai)疲(pi)勞(lao)和(he)加(jia)速(su)老(lao)化(hua)問(wen)題(ti)。
5、低轉速時的冷卻問題
首(shou)先(xian),異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)阻(zu)抗(kang)不(bu)盡(jin)理(li)想(xiang),當(dang)電(dian)源(yuan)頻(pin)率(lv)較(jiao)底(di)時(shi),電(dian)源(yuan)中(zhong)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)損(sun)耗(hao)較(jiao)大(da)。其(qi)次(ci),普(pu)通(tong)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)再(zai)轉(zhuan)速(su)降(jiang)低(di)時(shi),冷(leng)卻(que)風(feng)量(liang)與(yu)轉(zhuan)速(su)的(de)三(san)次(ci)方(fang)成(cheng)比(bi)例(li)減(jian)小(xiao),致(zhi)使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)低(di)速(su)冷(leng)卻(que)狀(zhuang)況(kuang)變(bian)壞(huai),溫(wen)升(sheng)急(ji)劇(ju)增(zeng)加(jia),難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)恒(heng)轉(zhuan)矩(ju)輸(shu)出(chu)。
二、變頻電動機的特點
1、電磁設計
對普通異步電動機來說,再設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機,由於臨界轉差率反比於電源頻率,可以在臨界轉差率接近1shizhijieqidong,yinci,guozainengliheqidongxingnengbuzaixuyaoguoduokaolv,eryaojiejuedeguanjianwentishiruhegaishandiandongjiduifeizhengxianbodianyuandeshiyingnengli。fangshiyibanruxia:
1) 盡可能的減小定子和轉子電阻。
減小定子電阻即可降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅耗增
2)weiyizhidianliuzhongdegaocixiebo,xushidangzengjiadiandongjidediangan。danzhuanzicaoloukangjiaodaqijifuxiaoyingyeda,gaocixiebotonghaoyezengda。yinci,diandongjiloukangdedaxiaoyaojiangudaozhenggetiaosufanweineizukangpipeidehelixing。
3)變bian頻pin電dian動dong機ji的de主zhu磁ci路lu一yi般ban設she計ji成cheng不bu飽bao和he狀zhuang態tai,一yi是shi考kao慮lv高gao次ci諧xie波bo會hui加jia深shen磁ci路lu飽bao和he,二er是shi考kao慮lv在zai低di頻pin時shi,為wei了le提ti高gao輸shu出chu轉zhuan矩ju而er適shi當dang提ti高gao變bian頻pin器qi的de輸shu出chu電dian壓ya。
2、結構設計
再結構設計時,主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方麵的影響,一般注意以下問題:
1)絕緣等級,一般為F級或更高,加強對地絕緣和線匝絕緣強度,特別要考慮絕緣耐衝擊電壓的能力。
2)對電機的振動、噪聲問題,要充分考慮電動機構件及整體的剛性,盡力提高其固有頻率,以避開與各次力波產生共振現象。
3)冷卻方式:一般采用強迫通風冷卻,即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。
4)防止軸電流措施,對容量超過160KW電dian動dong機ji應ying采cai用yong軸zhou承cheng絕jue緣yuan措cuo施shi。主zhu要yao是shi易yi產chan生sheng磁ci路lu不bu對dui稱cheng,也ye會hui產chan生sheng軸zhou電dian流liu,當dang其qi他ta高gao頻pin分fen量liang所suo產chan生sheng的de電dian流liu結jie合he一yi起qi作zuo用yong時shi,軸zhou電dian流liu將jiang大da為wei增zeng加jia,從cong而er導dao致zhi軸zhou承cheng損sun壞huai,所suo以yi一yi般ban要yao采cai取qu絕jue緣yuan措cuo施shi。
5)對恒功率變頻電動機,當轉速超過3000/min時,應采用耐高溫的特殊潤滑脂,以補償軸承的溫度升高。
同步電動機:
一、 特點:
1、 功率因數超前,一般額定功率因數為0.9,有利於改善電網的功率因數,增加電網容量。
2、 運行穩定性高,當電網電壓突然下降到額定值的80%時,其勵磁係統一般能自動調節實行強行勵磁,保證電動機的運行穩定。
3、 過載能力比相應的異步電動機大。
4、 運行效率高,尤其是低速異步電動機。
二、 啟動方式
1、 異步啟動法,,同步電動機多數在轉子上裝有類似與異步電機籠式繞組的啟動繞組。再勵磁回路串接約為勵磁繞組電阻值10倍的附加電阻來構成閉合電路,把同步電動機的定子直接接入電網,使之按異步電動機啟動,當轉速達到亞同步轉速(95%)時,再切除附加電阻。
2、 變頻啟動,用變頻器啟動,不在贅述。
三、 應用
作過油田節電的師傅都知道,油田的抽油機電機,由於要求的啟動轉矩大,工程師設計時一般將電機設計的很大,這就出現“大馬拉小車”現象,如:55KW的抽油機電機,再平衡塊基本調好後,其實際有功一般在十幾個KW,有時還小。我曾做過這樣的改造,將抽油機55KW異步電動機改為22KW同步電機,後用變頻器控製,當然也可以根據排液量或別的信號進行自動控製。節電率可達40%。
因yin此ci,異yi步bu電dian動dong機ji,同tong步bu電dian動dong機ji,變bian頻pin電dian動dong機ji三san者zhe各ge有you特te點dian,主zhu要yao看kan您nin所suo控kong製zhi的de工gong況kuang環huan境jing,當dang然ran還hai要yao根gen據ju工gong程cheng成cheng本ben,能neng用yong異yi步bu電dian機ji盡jin量liang用yong異yi步bu電dian動dong機ji。