Die Auswirkung auf den Motor während der Drehzahlregelung
[Einfluss des Motors auf die Drehzahlregelung der Frequenzumwandlung] Der Drehzahlregelungsmotor ist im Hinblick auf seine ursprüngliche Absicht für die Drehzahlregelung ausgelegt. Der direkte Grund für den Anstieg der Frequenzumwandlungsgeschwindigkeit ist jedoch der einfache Aufbau und die geringen Kosten eines gewöhnlichen Asynchronmotors. Kosten und bequeme Geschwindigkeitskontrolle. Wenn die Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregelung mit einem speziellen Motor für die Frequenzumwandlung ausgestattet sein muss, besteht ein Widerspruch. Die inhärente Einfachheit, Robustheit und Dauerhaftigkeit der Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregulierung sind nicht weg? In diesem Artikel werden daher das Problem des Frequenzumwandlungsmotors und dessen Anwendungsbereich und seine Anwendung auf der Papiermaschine erörtert.
Einfluss auf den Motor und seine Leistung während der Drehzahlregelung mit variabler Frequenz Drehzahlregelung mit variabler Frequenz Der an das Motorende ausgegebene Spannungsimpuls ist unabhängig von der Regelungsmethode nicht sinusförmig. Daher ist die Analyse der Laufmerkmale gewöhnlicher Asynchronmotoren unter nicht sinusförmigen Wellen die Auswirkung auf den Motor während der Drehzahlregelung mit variabler Frequenz.
Es gibt hauptsächlich folgende Aspekte:
Motorverlust- und Wirkungsgradmotoren, die mit nicht sinusförmigen Stromversorgungen betrieben werden, führen zusätzlich zu den normalen Grundverlusten zu vielen zusätzlichen Verlusten. Dies äußert sich hauptsächlich in der Erhöhung des Statorkupferverlusts, des Rotorkupferverlusts und des Eisenverlusts, was die Effizienz des Motors beeinflusst.
1. Der Statorstromschaden in den Statorwicklungen bewirkt, dass der Oberschwingungsstrom I2R erhöht. Wenn der Skin-Effekt ignoriert wird, ist der Stator-Kupferverlust bei nicht sinusförmigem Strom proportional zum Quadrat des Effektivstroms. Wenn die Anzahl der Statorphasen m1 ist und der Statorwiderstand jeder Phase R1 ist, wird der gesamte Stator-Kupferverlust P1 in die obige Gleichung für den gesamten Statorstrom Irms einschließlich des Grundstroms eingesetzt. Der zweite Term in der Gleichung wird erhalten. Harmonischer Verlust Durch Experimente wird festgestellt, dass aufgrund des Oberschwingungsstroms und des entsprechenden Streuflusses die Sättigung des magnetischen Flusses des Streuflusses und der Erregerstrom erhöht werden, so dass auch die Grundkomponente des Stroms erhöht wird .
In 2 kann der Rotorkupferverlust in der Oberwellenfrequenz im Allgemeinen als konstant betrachtet werden, da der Statorwicklungswiderstand konstant ist, aber für den Asynchronmotorrotor ist sein Wechselstromwiderstand aufgrund des Skin-Effekts stark erhöht. Besonders der Rillenkäfigläufer ist besonders gravierend. Ein Synchronmotor oder ein Reluktanzmotor unter einer Sinuswellen-Stromversorgung hat aufgrund des Statorraums ein kleines Oberschwingungspotential. Die in den Rotorflächenwicklungen verursachten Verluste sind vernachlässigbar. Wenn der Synchronmotor mit einer nicht sinusförmigen Stromversorgung läuft. Das zeitharmonische Magnetpotential induziert den Rotoroberwellenstrom, genau wie ein Asynchronmotor, der mit seiner grundlegenden Synchrondrehzahl arbeitet.
Sowohl das Magnetpotential der 5. Harmonischen der Rückwärtsdrehung als auch das Magnetpotential der 7. Harmonischen der Vorwärtsdrehung induzieren einen Rotorstrom des 6-fachen der Grundfrequenz, und die Rotorstromfrequenz beträgt 300 Hz bei einer Grundfrequenz von 50 Hz. In ähnlicher Weise induzieren die 11. und 13. Oberwelle das 12-fache der Grundfrequenz, dh 600 Hz Rotorstrom. Bei diesen Frequenzen ist der tatsächliche Wechselstromwiderstand des Rotors viel größer als der Gleichstromwiderstand. Wie stark der Rotorwiderstand tatsächlich ansteigt, hängt vom Leiterquerschnitt und der Geometrie der Rotorschlitze ab, in denen die Leiter angeordnet sind. Ein typischer Kupferleiter mit einem Aspektverhältnis von etwa 4 hat ein Wechselstromwiderstand-Gleichstromwiderstandsverhältnis von 1,56 bei 50 Hz, ein Verhältnis von etwa 2,6 bei 300 Hz und ein Verhältnis von etwa 3,7 bei 600 Hz. Bei höheren Frequenzen nimmt dieses Verhältnis proportional zur Quadratwurzel der Frequenz zu.
3. Der Kernverlust im Oberschwingungs-Eisenverlustmotor ist auch aufgrund des Auftretens von Oberschwingungen in der Versorgungsspannung erhöht; Die Harmonischen des Statorstroms stellen eine zeitharmonische magnetomotorische Kraft zwischen den Luftspalten her. Das gesamte magnetische Potenzial an jedem Punkt des Luftspalts ist die Synthese der magnetischen und magnetischen Oberschwingungen der Grundwelle und der Zeitharmonischen. Bei einer dreiphasigen, sechsstufigen Spannungswellenform ist die Spitze der magnetischen Dichte im Luftspalt etwa 10% größer als der Grundwert, aber die durch den zeitlichen harmonischen Fluss verursachte Zunahme des Eisenverlusts ist gering. Der Streuverlust aufgrund des Streuflusses am Ende und des Streuflusses am Schacht steigt unter der Oberwellenfrequenz an. Dies ist bei einer nicht sinusförmigen Stromversorgung zu beachten: Die Leckage wirkt sich am Ende auf die Stator- und Rotorwicklungen aus. Beide existieren, hauptsächlich der Wirbelstromverlust, der durch den in die Endplatte eintretenden Streufluss verursacht wird. Aufgrund der Änderung der Phasendifferenz zwischen dem Statormagnetpotential und dem Rotormagnetpotential wird ein Rutschenstreufluss in der Rutschenstruktur erzeugt, und sein magnetisches Potential ist am Endabschnitt groß, was zu einem Verlust im Statorkern und den Zähnen führt .
In 4 ist der Motorwirkungsgrad der Oberschwingungsverlust signifikant durch den Oberschwingungsgehalt der angelegten Spannung bestimmt. Die Oberwellenkomponente ist groß, der Motorverlust wird erhöht und der Wirkungsgrad wird verringert. Die meisten statischen Wechselrichter erzeugen jedoch keine Oberwellen unter 5, während die Stärke der Oberwellen kleiner ist. Die Spannung dieser Wellenform ist für die Effizienz des Motors nicht kritisch. Berechnungen und Vergleichstests an Asynchronmotoren mittlerer Leistung haben gezeigt, dass ihr Volllast-Wirkstrom um etwa 4% gegenüber dem Grundwert ansteigt. Wenn der Skin-Effekt ignoriert wird, ist der Kupferverlust des Motors proportional zum Quadrat des gesamten effektiven Stroms und der harmonische Kupferverlust beträgt 8% des Grundverlusts. In Anbetracht dessen, dass der Rotorwiderstand aufgrund des Skin-Effekts um das Dreifache erhöht werden kann, sollte der harmonische Kupferverlust des Motors 24% des fundamentalen Verlusts betragen. Wenn der Kupferverlust 50% des gesamten Motorverlusts ausmacht, erhöht der harmonische Kupferverlust den Verlust des gesamten Motors um 12%. Der Anstieg des Eisenverlusts ist schwer zu berechnen, da er durch die Struktur des Motors und das verwendete magnetische Material beeinflusst wird.
Wenn die Komponenten der oberen Harmonischen in der Statorspannungswellenform, wie in der 6-Stufen-Welle, relativ niedrig sind, überschreitet der Anstieg der harmonischen Eisenverluste 10% nicht. Wenn der Eisenverlust und der Streuverlust 40% des gesamten Motorverlusts ausmachen, macht der Oberschwingungsverlust nur 4% des gesamten Motorverlusts aus. Reibungs- und Windverlust bleiben davon unberührt, so dass der Gesamtverlust des Motors um weniger als 20% steigt. Wenn der Wirkungsgrad des Motors bei 50 Hz sinusförmiger Stromversorgung 90% beträgt, verringert sich der Motorwirkungsgrad aufgrund des Vorhandenseins von Oberwellen nur um 1% bis 2%. Wenn die Oberwellenkomponente der angelegten Spannungswellenform wesentlich größer ist als die Oberwellenkomponente der 6-Stufen-Welle, steigt der Oberwellenverlust des Motors stark an und kann größer als der Grundverlust sein. Im Falle einer 6-stufigen Wellenstromversorgung kann ein Motor mit niedrigem Leckwiderstand einen großen Oberschwingungsstrom absorbieren, wodurch der Wirkungsgrad des Motors um 5% oder mehr verringert wird. In diesem Fall wird, um zufriedenstellend zu arbeiten, ein 12-Stufen-Wechselrichter oder eine Sechs-Phasen-Statorwicklung verwendet. Der Oberschwingungsstrom und die Oberschwingungsverluste des Motors sind praktisch lastunabhängig, so dass der Zeitverlust der Oberschwingungen tatsächlich durch Vergleich zwischen einer sinusförmigen Versorgung und einer nicht sinusförmigen Versorgung unter Lastbedingungen ermittelt werden kann. Dies wird verwendet, um den ungefähren Bereich der Motorwirkungsgradverschlechterung für einen bestimmten Typ oder eine bestimmte Struktur zu bestimmen.
