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普通電機和變頻電機設(shè)計上的區(qū)別
1、電磁設(shè)計
對普通異步電動機來說,再設(shè)計時主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動機,由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率,可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時直接啟動,因此,過載能力和啟動性能不在需要過多考慮,而要解決的關(guān)鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應(yīng)能力。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計
在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,主要也是要考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響。普通異步電動機都是按恒頻恒壓設(shè)計的,不可能完全適應(yīng)變頻調(diào)速的要求。強行給普通電機安裝變頻器使用,會帶來很多弊端,以下為變頻器對電機的影響。
1.電動機的效率和溫升:
變頻器在運行中能產(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,里面的高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗、鐵耗及附加損耗增加,是轉(zhuǎn)子銅耗,這些損耗會使電動機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,普通電動機溫升一般要增加10%-20%。
2.電動機的絕緣強度
目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫,這就使得電動機定子繞組要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,會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的各構(gòu)件的固有震動頻率。
變頻電機與普通電機有什么區(qū)別?
洗衣機可以說是已經(jīng)很普及的家電,不同的洗衣機使用的電機不盡相同:低檔雙桶半自動、全自動洗衣機:一般用的是自激式單項220V電動機(感應(yīng)電機),中檔的滾筒一般采用串激電機,價位高點的滾筒一般采用三相變頻電機、DD直流無刷電機。滾筒洗衣機基本采用交、直流電機,調(diào)速方式采用變壓調(diào)速或改變繞組級對數(shù)兩種,其中雙速電機價格較低,只能有洗滌和單一固定脫水速度變頻調(diào)速電機,價格較高,可以寬范圍選擇脫水速度,也可針對不同織物選擇使用。
普通電機和變頻電機主要有三方面區(qū)別:
1、散熱系統(tǒng)不一樣;
2、變頻電機加強了槽絕緣,一是絕緣材料加強,一是加大槽絕緣的厚度,以提高承受高頻電壓的水平。
3、增大了電磁負(fù)荷。普通電機工作點基本在磁飽和拐點,如果用做變頻,易飽和,產(chǎn)生較高的激磁電流,而變頻電機在設(shè)計時增大了電磁負(fù)荷,使磁路不易飽和。另外就是變頻電機一般分為恒轉(zhuǎn)矩電動機,用于有反饋矢量控制的帶測速裝置的電動機以及中頻電動機等。
如何減輕異步電機的振動?
異步電機之所以得到廣泛應(yīng)用,主要由于它有如下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、制造容易、價格低廉、堅固耐用,而且有較高的效率和相當(dāng)好的工作特性。而異步電機的振動則是很多人都困擾的問題,下面我們來仔細(xì)說說如何解決這一問題。
異步電機的振動是目前電機結(jié)構(gòu)設(shè)計較關(guān)注的問題,分別由電磁振動、機械振動、氣體振動三部分組成。
電磁振動:是由電機氣隙中磁場的相互作用,在轉(zhuǎn)子和定子上產(chǎn)生隨時間和空間變化的電磁力,使電機產(chǎn)生振動。
機械振動:是由轉(zhuǎn)子的不平衡、軸承等機械結(jié)構(gòu)或裝置引起的振動。
氣體振動:是由電機通風(fēng)部件中的空氣流動或由空氣動力引起的振動。
異步電機的電磁振動是許多大中型電機的主要振動源。由于電機的電磁振動是電機電磁場和電機結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果,那么利用磁-固耦合振動理論來研究電機的電磁振動是尋找電機電磁振動產(chǎn)生機理以及解決電機電磁振動較有效的方法。