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)hao。yinweiyibudiandongjishiyijiejinyujibopinlvsuoduiyingdetongbuzhuansuxuanzhuande,yinci,gaocixiebodianyayijiaodadezhuanchaqiegezhuanzidaotiaohou,bianhuichanshenghendadezhuanzisunhao。chucizhiwai,haixukaolvyinjifuxiaoyingsuochanshengdefujiatonghao。zhexiesunhaodouhuishidiandongjiewaifare,xiaolvjiangdi,shuchugonglvjianxiao,rujiangputongsanxiangyibudiandongjiyunxingyubianpinqishuchudefeizhengxiandianyuantiaojianxia,qiwenshengyibanyaozengjia10%--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、通tong風feng等deng因yin素su所suo引yin起qi的de震zhen動dong和he噪zao聲sheng變bian的de更geng加jia複fu雜za。變bian頻pin電dian源yuan中zhong含han有you的de各ge次ci時shi間jian諧xie波bo與yu電dian動dong機ji電dian磁ci部bu分fen的de固gu有you空kong間jian諧xie波bo相xiang互hu幹gan涉she,形xing成cheng各ge種zhong電dian磁ci激ji振zhen力li。當dang電dian磁ci力li波bo的de頻pin率lv和he電dian動dong機ji機ji體ti的de固gu有you振zhen動dong頻pin率lv一yi致zhi或huo接jie近jin時shi,將jiang產chan生sheng共gong振zhen現xian象xiang,從cong而er加jia大da噪zao聲sheng。由you於yu電dian動dong機ji工gong作zuo頻pin率lv範fan圍wei寬kuan,轉zhuan速su變bian化hua範fan圍wei大da,各ge種zhong電dian磁ci力li波bo的de頻pin率lv很hen難nan避bi開kai電dian動dong機ji的de各ge構gou件jian的de固gu有you震zhen動dong頻pin率lv。
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)。