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变频电机与普通电机的区别

变频电机是可以根据需要,通过变频器改变电机的的频率来达到所要的转速要求。对比普通电机,价格更高,但变频电机更节能,且使用寿命更长。

不论那种形式的变频器,在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。所以一般需要经过电抗器滤波后才能进入普通电机,否则普通电机会发热;为了适应变频器输出的大量谐波,专门制作的变频电机比同功率的普通电机铁心截面更大,线圈匝数更多,线径更大,绝缘更好,有专门的冷却风扇。

具体表现为:

1、散热系统,低转速时的冷却问题
高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的増加,最为显著的是转子铜(铝)耗。因为异步电动机是以接近于基'波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐'波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要増加10-20%。普通电机内散热风扇随转子转动,当普通电机转速过低,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧増加。而变频电机中有独立轴流风机,在电机转速低时同样保持良好散热效果。

2、绝缘等级
目前中小型变频器,不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很大电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。因此变频电机加强了槽绝缘:绝缘材料加强和加大槽绝缘的厚度,以提高承受高频电压的水平。

3、电磁负荷
普通电机工作点基本在磁饱和拐点,如果用做变频,易饱和,从而产生较高的激磁电流,而变频电机在设计时增大了电磁负荷,使磁路不易饱和。另外就是变频电机一般分为恒转矩专用电机,用于有反馈矢量控制的带测速装置的专用电机以及中频电动机等。

4、机械强度,电动机对频繁启动、制动的适应能力
由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
变频电机对此做了强化,而电机不易损坏,一般国产的普通电机大部分只能在AC380V/50HZ的条件下运行,普通电机能降频或升频使用,但范围不能太大,否则电机会发热严重甚至烧坏。
5、    谐波电磁噪声与震动
普通异步电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。变频电机对此也有专门优化。
 

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