如何區(qū)分普通電機和變頻電機?
一、結(jié)構(gòu)性差異
1、絕緣水平較高
一般變頻電機的絕緣等級為F級或更高,因此應加強對地和匝間的絕緣強度,尤其應考慮絕緣承受沖擊電壓的能力。
2、對變頻電機的振動和噪音要求更高
變頻電機要充分考慮電機部件和整體的剛性,盡量提高其固有頻率,避免與各種力波共振。
3、變頻電機冷卻方式不同
變頻電機一般采用強制通風冷卻,即主電機的冷卻風扇由獨立電機驅(qū)動。
4、對防護措施的不同要求
容量超過160KW的變頻電機應采取軸承絕緣措施。容易產(chǎn)生磁路不對稱和軸電流。當其他高頻元件產(chǎn)生的電流共同作用時,軸電流會大大增加,導致軸承損壞,所以一般采取絕緣措施。對于恒功率變頻電機,當轉(zhuǎn)速超過3000/min時,應使用專用耐高溫潤滑脂來補償軸承的溫升。
5、不同的冷卻系統(tǒng)
變頻電機的冷卻風扇由獨立電源供電,以確保持續(xù)的冷卻能力。
二、設(shè)計上的差異
1.電磁設(shè)計
對于普通異步電動機,重新設(shè)計時要考慮的主要性能參數(shù)是過載能力、起動性能、效率和功率因數(shù)。當臨界轉(zhuǎn)差率接近1時,變頻電機可以直接啟動,因為臨界轉(zhuǎn)差率與電源頻率成反比。所以過載能力和起動性能不需要考慮太多,但要解決的關(guān)鍵問題是如何提高電機對非正弦電源的適應能力。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,還應考慮非正弦供電特性對變頻電機絕緣結(jié)構(gòu)、振動和噪聲冷卻方式的影響。普通異步電機是按恒頻恒壓設(shè)計的,不可能完全滿足變頻調(diào)速的要求。在普通電機上強行安裝變頻器會帶來很多弊端。以下是變頻器對電機的影響。
三、電機的效率和溫升
逆變器在運行中會產(chǎn)生不同等級的諧波電壓和電流,使電機在非正弦電壓和電流下運行。其中的高次諧波會增加電機的定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗、鐵耗和附加損耗,最明顯的是轉(zhuǎn)子銅耗,會使電機產(chǎn)生額外的熱量,降低效率和輸出功率,一般會使普通電機的溫升增加10%-20%。
四、電機的絕緣強度
目前很多中小變頻器采用PWM控制方式。其載波頻率約為幾千到十幾千赫茲,使電機的定子繞組承受很高的電壓上升率,相當于給電機施加了一個很陡的沖擊電壓,使電機的匝間絕緣承受了嚴峻的考驗。
另外,PWM逆變器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電機的運行電壓上,會對電機對地絕緣造成威脅,對地絕緣在高壓的反復沖擊下會加速老化。