Die Differenz zwischen Motor mit variabler Frequenz und Motor mit Leistungsfrequenz
Erstens werden gewöhnliche Asynchronmotoren gemäß einer konstanten Frequenz und einer konstanten Spannung konstruiert, und es ist unmöglich, sich vollständig an die Anforderungen der Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregelung anzupassen.
Der Einfluss des Umrichters auf den Motor
1, der Wirkungsgrad des Motors und das Problem des Temperaturanstiegs
Unabhängig von der Form des Frequenzumrichters werden im Betrieb unterschiedliche Oberwellen-Spannungen und -Oberstände erzeugt, so dass der Motor mit nicht-sinusförmiger Spannung und Strom arbeitet. Ablehnen der Dateneinführung am Beispiel des derzeit üblicherweise verwendeten Sinus-PWM-Inverters sind die unteren Harmonischen grundsätzlich Null, und die verbleibenden Komponenten der oberen Harmonischen, die etwa doppelt so groß sind wie die Trägerfrequenz, sind: 2u + 1 (u For das Modulationsverhältnis). Höhere Oberwellen führen zu einem Anstieg des Stator-Kupferverlusts, des Kupfer-Aluminiumverbrauchs (Rotor), des Eisenverlusts und zusätzlicher Verluste, insbesondere des Kupfer-Aluminiumverbrauchs (Rotor). Da sich der Asynchronmotor mit einer Synchrondrehzahl nahe der Grundfrequenz dreht, verursacht die Oberwellenspannung höherer Ordnung einen großen Rotorverlust, nachdem der Rotorstab mit einem großen Schlupf geschnitten wurde. Darüber hinaus muss der zusätzliche Kupferverbrauch aufgrund des Skin-Effekts berücksichtigt werden. Diese Verluste verursachen, dass der Motor zusätzliche Wärme erzeugt, den Wirkungsgrad verringert und die Ausgangsleistung verringert. Wenn zum Beispiel der gewöhnliche Dreiphasen-Asynchronmotor unter der nicht sinusförmigen Stromversorgungsausgabe des Wechselrichters betrieben wird, steigt der Temperaturanstieg im Allgemeinen um 10% bis 20%.
2, Problem der Motorisolationsfestigkeit
Gegenwärtig verwenden viele kleine und mittlere Wechselrichter eine PWM-Steuerung. Seine Trägerfrequenz beträgt etwa einige tausend bis zehn Kilohertz, wodurch die Statorwicklung des Motors einer hohen Spannungsanstiegsrate standhält, was dem Anlegen einer steilen Stoßspannung an den Motor entspricht, so dass die Isolierung des Motors zwischen den Windungen liegt ist widerstandsfähiger. Ein harter Test. Zusätzlich wird die vom PWM-Wechselrichter erzeugte, rechteckförmige Zerhacker-Überspannung der Betriebsspannung des Motors überlagert, was die Isolation des Motors gegenüber dem Boden gefährdet, und die Erdisolation beschleunigt die Alterung unter dem wiederholten Auftreffen von Hoch Stromspannung.
3. Harmonisches elektromagnetisches Geräusch und Vibration
Wenn der normale Asynchronmotor vom Umrichter betrieben wird, werden die durch elektromagnetische, mechanische, Belüftung und andere Faktoren verursachten Vibrationen und Geräusche komplizierter. Jedes Mal, wenn die in der Energieversorgung mit variabler Frequenz enthaltenen Oberschwingungen in die räumlichen Harmonischen des elektromagnetischen Teils des Motors eingreifen, bilden sich verschiedene elektromagnetische Erregungskräfte. Wenn die Frequenz der elektromagnetischen Kraftwelle mit der Eigenschwingungsfrequenz des Motorkörpers zusammenfällt oder ihr nahe ist, tritt ein Resonanzphänomen auf, wodurch das Geräusch erhöht wird. Da der Betriebsfrequenzbereich des Motors groß ist und der Drehzahlbereich groß ist, ist es schwierig, die Frequenzen verschiedener elektromagnetischer Kraftwellen zu vermeiden, um die Eigenschwingungsfrequenz jeder Komponente des Motors zu vermeiden.
4. Die Fähigkeit des Motors, sich an häufiges Starten und Bremsen anzupassen
Da der Umrichter mit Strom versorgt wird, kann der Motor bei sehr niedriger Frequenz und Spannung ohne Einschaltstrom gestartet werden. Er kann durch verschiedene vom Umrichter bereitgestellte Bremsmethoden schnell abgebremst werden, um häufiges Starten und Bremsen zu erreichen. Die Bedingungen werden geschaffen, so dass das mechanische System und das elektromagnetische System des Motors unter der Wirkung einer zyklischen Wechselkraft stehen, was Ermüdung und beschleunigte Alterungsprobleme der mechanischen Struktur und der Isolierstruktur mit sich bringt.
5, Probleme mit der Kühlung bei niedriger Geschwindigkeit
Zunächst ist die Impedanz des Asynchronmotors nicht ideal. Wenn die Netzfrequenz niedriger ist, ist der durch die höheren Harmonischen in der Stromversorgung verursachte Verlust größer. Zweitens, wenn die Geschwindigkeit des normalen Asynchronmotors reduziert wird, ist das Kühlluftvolumen proportional zum Würfel der Drehzahl, was dazu führt, dass sich der Niedriggeschwindigkeitskühlzustand des Motors verschlechtert und der Temperaturanstieg stark ansteigt, was es schwierig macht um ein konstantes Drehmoment zu erreichen.
Zweitens die Eigenschaften des Motors mit variabler Frequenz
1, elektromagnetisches Design
Bei gewöhnlichen Asynchronmotoren sind die Hauptleistungsparameter, die bei der Neukonstruktion berücksichtigt werden, Überlastfähigkeit, Startleistung, Wirkungsgrad und Leistungsfaktor. Der Motor mit variabler Frequenz kann, da das kritische Schlupfverhältnis umgekehrt proportional zur Stromversorgungsfrequenz ist, direkt gestartet werden, wenn die kritische Schlupfrate nahe bei 1 liegt. Daher müssen die Überlastfähigkeit und die Startleistung nicht zu sehr berücksichtigt werden , und das zu lösende Schlüsselproblem ist, wie das Motorpaar verbessert werden kann. Anpassungsfähigkeit an nicht sinusförmige Stromversorgungen. Die Methode ist im Allgemeinen wie folgt:
1) Verringern Sie den Stator- und Rotorwiderstand so weit wie möglich. Verringern Sie den Statorwiderstand, um den Kupferverlust der Grundwelle zu reduzieren, um den Anstieg des Kupferverbrauchs durch höhere Oberwellen zu kompensieren
2) Um höhere Oberwellen im Strom zu unterdrücken, muss die Induktivität des Motors entsprechend erhöht werden. Die Leckresistenz des Rotorspaltes ist jedoch groß, und der Skin-Effekt ist ebenfalls groß, und der Verbrauch von harmonischen Oberschwingungen höherer Ordnung ist ebenfalls erhöht. Daher sollte die Größe des Motorleckwiderstands die Angemessenheit der Impedanzanpassung innerhalb des gesamten Drehzahlbereichs berücksichtigen.
3) Der Hauptmagnetkreis des Motors mit variabler Frequenz ist im Allgemeinen ungesättigt ausgelegt. Zum einen müssen die höheren Harmonischen berücksichtigt werden, um die Sättigung des Magnetkreises zu vertiefen, und zum anderen die Ausgangsspannung des Wechselrichters zu erhöhen, um das Ausgangsdrehmoment bei niedrigen Frequenzen zu erhöhen.
2, strukturelles Design
Beim erneuten Entwerfen der Struktur wird hauptsächlich der Einfluss der Eigenschaften der nicht-sinusförmigen Stromversorgung auf die Isolationsstruktur, den Vibrations- und Geräuschkühlmodus des Motors mit variabler Frequenz berücksichtigt. Beachten Sie im Allgemeinen die folgenden Probleme:
1) Isolationsgrad, im Allgemeinen F-Grad oder höher, um die Isolationsfestigkeit des Bodens und die Isolation der Wicklung zu verstärken, insbesondere die Fähigkeit der Isolation, der Stoßspannung standzuhalten.
2) Für die Vibration und das Geräusch des Motors sollte die Steifigkeit der Motorkomponente und des Ganzen vollständig berücksichtigt werden, und die Eigenfrequenz sollte so weit wie möglich erhöht werden, um eine Resonanz mit jeder Kraftwelle zu vermeiden. 3) Kühlmethode: Im Allgemeinen wird eine Zwangsluftkühlung eingesetzt, dh der Hauptmotor-Kühllüfter wird von einem unabhängigen Motor angetrieben.
4) Maßnahmen zur Verhinderung des Wellenstroms. Bei Lagern mit einer Leistung von mehr als 160 kW sollten Maßnahmen zur Lagerisolierung ergriffen werden. Hauptsächlich aufgrund der Asymmetrie des Magnetkreises wird auch der Wellenstrom erzeugt. Wenn die von anderen Hochfrequenzkomponenten erzeugten Ströme zusammenwirken, steigt der Wellenstrom stark an, was zu Lagerschäden führt, so dass im Allgemeinen Isolierungsmaßnahmen ergriffen werden.
5) Wenn der Motor mit konstanter Leistung und variabler Frequenz 3000 U / min übersteigt, sollte ein spezielles hochtemperaturbeständiges Fett verwendet werden, um den Temperaturanstieg des Lagers auszugleichen.
Der Motor mit variabler Frequenz kann über einen längeren Zeitraum im Bereich von 0,1 Hz bis 130 Hz betrieben werden. Der gewöhnliche Motor kann verwendet werden in:
2-poliger Langzeitbetrieb im Bereich von 20 bis 65 Hz.
4 Pole für den Langzeitbetrieb im Bereich von 25 bis 75 Hz.
6 Pole für den Langzeitbetrieb im Bereich 30–85 Hz.
8-poliger Langzeitbetrieb im Bereich 35-100 Hz.
