你了解變頻器嗎?變頻器對電機有什么影響?

變頻器可廣泛應(yīng)用于傳送、起重、擠壓和機床等各種機械設(shè)備控制領(lǐng)域，由此可見變頻器的重要性。為增進大家對變頻器的認(rèn)識，本文將對變頻器、變頻器對電機的影響予以介紹。如果你對變頻器具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

一、變頻器

變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

相比較國外變頻器的發(fā)展?fàn)顩r，我國的變頻器應(yīng)用起步較晚，直到20世紀(jì)90年代末期才得到較為廣泛的推廣。國內(nèi)變頻技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，可以概括為：變頻器的整體技術(shù)相對落后，和國外在變頻調(diào)速研究上取得的先進成果比，存在著較大的差距;變頻器使用的核心部件技術(shù)空白，目前來說，變頻器的生產(chǎn)中需要的關(guān)鍵功率器件，在國內(nèi)幾乎沒有廠家可以生產(chǎn)，導(dǎo)致我們核心技術(shù)受制于國外，必須依靠進口;主要產(chǎn)品集中在低壓產(chǎn)品和中低端市場。由于產(chǎn)品可靠性和工藝水平不高，目前國內(nèi)變頻器產(chǎn)品主要面向低壓和對性能要求一般的市場，高性能、大功率市場主要被國外大公司占領(lǐng)。

步入21世紀(jì)后，國產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場。上海和深圳成為國產(chǎn)變頻器發(fā)展的前沿陣地。

二、變頻器對電機的影響

1、電動機的效率和溫升的問題

不管哪種形式的變頻器，在運行中都會產(chǎn)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。

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(diào)制比)。

高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的就是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。

因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，所以高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，就會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。

此外，還需要考慮因集膚效應(yīng)產(chǎn)生的附加銅耗，這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小。如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。

2、電動機絕緣強度問題

目前中小型變頻器，很多采用PWM的控制方式，其載波頻率約為幾千到十幾千赫，使得電動機定子繞組承受很高的電壓上升率，相當(dāng)于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗。

另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，對電動機對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會加速老化。

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、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。

變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。

由于電動機工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機各構(gòu)件的固有震動頻率。

4、電動機對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力

由于采用變頻器供電后，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并且可以利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件。

因此，電動機的機械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。

5、低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題

首先，異步電動機的阻抗不太理想，當(dāng)電源頻率較低時，電源中高次諧波引起的損耗較大。

其次，普通異步電動機在轉(zhuǎn)速降低時，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小，導(dǎo)致電動機的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，很難實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。