Η διαφορά μεταξύ κινητήρα μεταβλητής συχνότητας και κινητήρα συχνότητας ισχύος
Πρώτον, οι συνηθισμένοι ασύγχρονοι κινητήρες σχεδιάζονται σύμφωνα με σταθερή συχνότητα και σταθερή τάση και είναι αδύνατο να προσαρμοστούν πλήρως στις απαιτήσεις της ρύθμισης της ταχύτητας μετατροπής συχνότητας.
Η επίδραση του μετατροπέα στον κινητήρα
1, την αποτελεσματικότητα του κινητήρα και το πρόβλημα της αύξησης της θερμοκρασίας
Ανεξάρτητα από τη μορφή του μετατροπέα συχνότητας, παράγονται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας διαφορετικά επίπεδα αρμονικής τάσης και ρεύματος, έτσι ώστε ο κινητήρας να λειτουργεί υπό μη ημιτονοειδή τάση και ρεύμα. Από την απόρριψη της εισαγωγής δεδομένων, λαμβάνοντας ως παράδειγμα το ημιτονοειδές μετατροπέα τύπου PWM που χρησιμοποιείται σήμερα ως παράδειγμα, οι χαμηλότερες αρμονικές είναι βασικά μηδενικές και τα υπόλοιπα υψηλότερα αρμονικά συστατικά που είναι περίπου διπλάσια από τη συχνότητα φέρουσας είναι: 2u + 1 η αναλογία διαμόρφωσης). Υψηλότερες αρμονικές προκαλούν αύξηση της απώλειας χαλκού στάτορα, κατανάλωση χαλκού (αλουμινίου) ρότορα, απώλεια σιδήρου και πρόσθετες απώλειες, κυρίως η κατανάλωση χαλκού (αλουμινίου) του ρότορα. Δεδομένου ότι ο ασύγχρονος κινητήρας περιστρέφεται με σύγχρονη ταχύτητα κοντά στη θεμελιώδη συχνότητα, η τάση αρμονικής υψηλής τάξης θα προκαλέσει μεγάλη απώλεια στροφέα μετά την κοπή της ράβδου του ρότορα με μεγάλη ολίσθηση. Επιπλέον, πρέπει να ληφθεί υπόψη η πρόσθετη κατανάλωση χαλκού λόγω της επίδρασης του δέρματος. Αυτές οι απώλειες θα προκαλέσουν τον κινητήρα να παράγει επιπλέον θερμότητα, να μειώσει την απόδοση και να μειώσει την ισχύ εξόδου. Για παράδειγμα, εάν ο συνηθισμένος ασύγχρονος κινητήρας τριών φάσεων λειτουργεί κάτω από την έξοδο χωρίς ημιτονοειδή παροχή ρεύματος του μετατροπέα, η αύξηση της θερμοκρασίας γενικά θα αυξηθεί κατά 10% -20%.
2, πρόβλημα αντοχής μόνωσης κινητήρα
Επί του παρόντος, πολλοί μετατροπείς μικρού και μεσαίου μεγέθους χρησιμοποιούν έλεγχο PWM. Η συχνότητα φέρουσας είναι περίπου από χιλιάδες έως δέκα χιλιογράμματα, πράγμα που κάνει την περιέλιξη του στάτη του κινητήρα να αντέχει σε ρυθμό ανόδου υψηλής τάσης, πράγμα που ισοδυναμεί με την εφαρμογή μιας απότομης τάσης σοκ στον κινητήρα, έτσι ώστε η εσωτερική μόνωση του κινητήρα είναι πιο ανθεκτικό. Μια σκληρή δοκιμή. Επιπλέον, η ορθογώνια τάση υπερτάσεων του τεμαχισμού που παράγεται από τον μετατροπέα PWM υπερκαλύπτεται στην τάση λειτουργίας του κινητήρα, η οποία αποτελεί απειλή για τη μόνωση του κινητήρα στο έδαφος και η μόνωση εδάφους επιταχύνει τη γήρανση υπό την επανειλημμένη πρόσκρουση του υψηλού Τάση.
3. Αρμονικός ηλεκτρομαγνητικός θόρυβος και κραδασμοί
Όταν ο συνηθισμένος ασύγχρονος κινητήρας τροφοδοτείται από τον μετατροπέα, οι κραδασμοί και ο θόρυβος που προκαλούνται από ηλεκτρομαγνητικούς, μηχανικούς, αεραγωγούς και άλλους παράγοντες θα γίνουν πιο περίπλοκοι. Κάθε φορά που η αρμονική που περιέχεται στην παροχή ισχύος μεταβλητής συχνότητας παρεμβαίνει στις εγγενείς χωρικές αρμονικές του ηλεκτρομαγνητικού μέρους του κινητήρα για να σχηματίσει διάφορες ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις διέγερσης. Όταν η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος δύναμης συμπίπτει με ή είναι κοντά στη συχνότητα φυσικών κραδασμών του σώματος κινητήρα, συμβαίνει φαινόμενο συντονισμού, αυξάνοντας έτσι τον θόρυβο. Επειδή η περιοχή συχνότητας λειτουργίας του κινητήρα είναι μεγάλη και η εμβέλεια της ταχύτητας περιστροφής είναι μεγάλη, οι συχνότητες διαφόρων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων δύναμης είναι δύσκολο να αποφευχθεί η συχνότητα των φυσικών κραδασμών για κάθε στοιχείο του κινητήρα.
4. Η ικανότητα του κινητήρα να προσαρμόζεται στην συχνή εκκίνηση και πέδηση
Από τη στιγμή που ο μετατροπέας τίθεται σε λειτουργία, ο κινητήρας μπορεί να εκκινηθεί χωρίς ρεύμα εισόδου με πολύ χαμηλή συχνότητα και τάση και μπορεί να φρενάρει γρήγορα με διάφορες μεθόδους πέδησης που παρέχονται από τον αντιστροφέα, προκειμένου να επιτευχθεί συχνή εκκίνηση και πέδηση. Δημιουργούνται οι συνθήκες έτσι ώστε το μηχανικό σύστημα και το ηλεκτρομαγνητικό σύστημα του κινητήρα να είναι υπό την επίδραση κυκλικής εναλλασσόμενης δύναμης, η οποία προκαλεί κόπωση και επιταχυνόμενα προβλήματα γήρανσης στη μηχανική δομή και στην μονωτική δομή.
5, προβλήματα ψύξης σε χαμηλή ταχύτητα
Πρώτα απ 'όλα, η σύνθετη αντίσταση του ασύγχρονου κινητήρα δεν είναι ιδανική. Όταν η συχνότητα ισχύος είναι χαμηλότερη, η απώλεια που προκαλείται από τις υψηλότερες αρμονικές στο τροφοδοτικό είναι μεγαλύτερη. Δεύτερον, όταν ο κανονικός ασύγχρονος κινητήρας μειώνεται σε ταχύτητα, ο όγκος του αέρα ψύξης είναι ανάλογος προς τον κύβο της ταχύτητας περιστροφής, γεγονός που προκαλεί χειροτέρευση της κατάστασης ψύξης της μηχανής χαμηλής ταχύτητας και η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνεται απότομα, καθιστώντας δύσκολη για την επίτευξη σταθερής απόδοσης ροπής.
Δεύτερον, τα χαρακτηριστικά του κινητήρα μεταβλητής συχνότητας
1, ηλεκτρομαγνητική σχεδίαση
Για τους κοινούς ασύγχρονους κινητήρες, οι βασικές παράμετροι απόδοσης που εξετάζονται στον επανασχεδιασμό είναι η ικανότητα υπερφόρτωσης, η απόδοση εκκίνησης, η αποδοτικότητα και ο συντελεστής ισχύος. Ο κινητήρας μεταβλητής συχνότητας, επειδή ο κρίσιμος λόγος ολίσθησης είναι αντιστρόφως ανάλογος με τη συχνότητα τροφοδοσίας, μπορεί να ξεκινήσει άμεσα όταν ο κρίσιμος ρυθμός ολίσθησης είναι κοντά στο 1. Επομένως, η ικανότητα υπερφόρτωσης και η απόδοση εκκίνησης δεν χρειάζεται να θεωρούνται υπερβολικά , και το βασικό πρόβλημα που πρέπει να λυθεί είναι ο τρόπος βελτίωσης του ζεύγους κινητήρων. Η ικανότητα προσαρμογής σε μη ημιτονοειδή τροφοδοτικά. Η μέθοδος είναι γενικά ως εξής:
1) Μειώστε όσο το δυνατόν περισσότερο την αντίσταση του στάτη και του ρότορα. Μειώστε την αντίσταση του στάτορα για να μειώσετε την απώλεια χαλκού του θεμελιώδους κύματος για να αντισταθμίσετε την αύξηση της κατανάλωσης χαλκού που προκαλείται από υψηλότερες αρμονικές
2) Προκειμένου να καταστείλει υψηλότερες αρμονικές στο ρεύμα, είναι απαραίτητο να αυξηθεί κατάλληλα η αυτεπαγωγή του κινητήρα. Ωστόσο, η αντίσταση στη διαρροή της σχισμής του ρότορα είναι μεγάλη και η επίδραση του δέρματος είναι επίσης μεγάλη και η αυξημένη κατανάλωση αρμονικού χαλκού αυξάνεται επίσης. Ως εκ τούτου, το μέγεθος της αντίστασης διαρροής κινητήρα πρέπει να λαμβάνει υπόψη το εύλογο της αντιστοίχισης εμπέδησης σε ολόκληρο το εύρος στροφών.
3) Το κύριο μαγνητικό κύκλωμα του κινητήρα μεταβλητής συχνότητας είναι γενικά σχεδιασμένο να είναι ακόρεστο. Το ένα είναι να εξετάσουμε τις υψηλότερες αρμονικές για να εμβαθύνουμε τον κορεσμό του μαγνητικού κυκλώματος και το άλλο να αυξήσουμε την τάση εξόδου του μετατροπέα προκειμένου να αυξήσουμε τη ροπή εξόδου σε χαμηλές συχνότητες.
2, δομικό σχέδιο
Κατά το σχεδιασμό της δομής και πάλι, εξετάζεται κυρίως η επίδραση των μη ημιτονοειδών χαρακτηριστικών τροφοδοσίας στη δομή μόνωσης, τη δόνηση και την ψύξη θορύβου του κινητήρα μεταβλητής συχνότητας. Γενικά, δώστε προσοχή στα ακόλουθα προβλήματα:
1) Ο βαθμός μόνωσης, γενικά F βαθμού ή υψηλότερος, για την ενίσχυση της αντοχής μόνωσης της γείωσης και της μόνωσης του πηνίου, ιδιαίτερα η ικανότητα της μόνωσης να αντέχει την τάση κρούσης.
2) Για τη δόνηση και το θόρυβο του κινητήρα, θα πρέπει να εξεταστεί πλήρως η ακαμψία του εξαρτήματος κινητήρα και του συνόλου και η φυσική συχνότητα να αυξηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, ώστε να αποφευχθεί η αντήχηση με κάθε κύμα δύναμης. 3) Μέθοδος ψύξης: Γενικά, υιοθετείται η εξαναγκασμένη ψύξη του αέρα, δηλαδή ο κύριος ανεμιστήρας ψύξης κινητήρα οδηγείται από έναν ανεξάρτητο κινητήρα.
4) Μέτρα για την αποτροπή ρεύματος άξονα. Για τα ρουλεμάν με χωρητικότητα που υπερβαίνει τα 160 kW, πρέπει να υιοθετηθούν μέτρα μόνωσης. Κυρίως λόγω της ασυμμετρίας του μαγνητικού κυκλώματος, παράγεται επίσης το ρεύμα άξονα. Όταν τα ρεύματα που παράγονται από άλλα εξαρτήματα υψηλής συχνότητας λειτουργούν από κοινού, το ρεύμα του άξονα θα αυξηθεί σημαντικά, με αποτέλεσμα τη φθορά του ρουλεμάν, ώστε να ληφθούν γενικά μέτρα μόνωσης.
5) Για κινητήρα μεταβλητής συχνότητας σταθερής ισχύος, όταν η ταχύτητα υπερβαίνει τα 3000 / λεπτό, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ειδικό γράσο ανθεκτικό στη θερμοκρασία για να αντισταθμιστεί η ανύψωση της θερμοκρασίας του εδράνου.
Ο κινητήρας μεταβλητής συχνότητας μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα στην περιοχή από 0,1HZ - 130HZ. Ο συνηθισμένος κινητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε:
2-πολική μακροχρόνια λειτουργία στην περιοχή των 20--65hz.
4 πόλους για μακροχρόνια λειτουργία σε εύρος 25--75hz.
6 πόλοι για μακροχρόνια λειτουργία στην περιοχή 30 - 85hz.
8-πολική μακρόχρονη λειτουργία στην περιοχή 35 - 100hz.
