Η διαφορά μεταξύ κινητήρα μεταβλητής συχνότητας και συνήθους κινητήρα
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 της συχνότητας. Ακολουθεί 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, κατά τη διάρκεια της λειτουργίας παράγονται 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 τον ημιτονοειδή μετατροπέα τύπου PWM που χρησιμοποιείται σήμερα ως παράδειγμα, οι χαμηλότερες αρμονικές είναι βασικά μηδενικές και τα εναπομείναντα υψηλότερα αρμονικά συστατικά που είναι περίπου διπλάσια από τη φέρουσα συχνότητα είναι: 2u + 1 το λόγο διαμόρφωσης).
Οι υψηλότερες αρμονικές προκαλούν αύξηση της απώλειας χαλκού στο στάτορα, κατανάλωση χαλκού (αλουμινίου), 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, θα μειώσει την απόδοση και θα μειώσει την ισχύ εξόδου. Για παράδειγμα, αν ο συνηθισμένος ασύγχρονος κινητήρας τριών φάσεων λειτουργεί κάτω από την έξοδο χωρίς ημιτονοειδή παροχή ισχύος του μετατροπέα, η αύξηση της θερμοκρασίας γενικά θα αυξηθεί κατά 10% -20%.
2, πρόβλημα αντοχής μόνωσης κινητήρα
Σήμερα, πολλοί μετατροπείς μικρού και μεσαίου μεγέθους χρησιμοποιούν έλεγχο PWM. Η φέρουσα συχνότητά του είναι περίπου μερικές χιλιάδες έως δέκα χιλιογράμματα, πράγμα που κάνει την περιέλιξη του στάτη του κινητήρα να αντέχει σε ρυθμό ανόδου υψηλής τάσης, που ισοδυναμεί με την εφαρμογή μιας απότομης τάσης σοκ στον κινητήρα, έτσι ώστε η εσωτερική μόνωση του κινητήρα είναι πιο ανθεκτικό. Μια σκληρή δοκιμασία. Επιπλέον, η ορθογώνια τάση υπερτάσεως του τεμαχίου που παράγεται από τον μετατροπέα PWM υπερκαλύπτεται στην τάση λειτουργίας του κινητήρα, γεγονός που αποτελεί απειλή για τη μόνωση του κινητήρα στο έδαφος και η μόνωση εδάφους επιταχύνει τη γήρανση υπό την επανειλημμένη πρόσκρουση υψηλής τάσης.
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 τροφοδοσία μεταβλητής συχνότητας παρεμβάλλεται στις εγγενείς χωρικές αρμονικές του ηλεκτρομαγνητικού μέρους του κινητήρα για να σχηματίσει διάφορες ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις διέγερσης. Όταν η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος δύναμης συμπίπτει ή είναι κοντά στη συχνότητα φυσικών κραδασμών του σώματος του 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 φυσική συχνότητα των κραδασμών για κάθε στοιχείο του κινητήρα.
4, η ικανότητα του κινητήρα να προσαρμόζεται σε συχνή εκκίνηση και φρένο
Δεδομένου ότι ο μετατροπέας τροφοδοτείται, 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 μετατροπέα, 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 της 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 φθορές στην κατάσταση ψύξης χαμηλής ταχύτητας του κινητήρα και η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνεται απότομα, καθιστώντας δύσκολη για την επίτευξη σταθερής απόδοσης ροπής.
6, η αρχή λειτουργίας του κινητήρα μετατροπής συχνότητας
Το παρακάτω σχήμα (α) είναι μια φωτογραφία του κινητήρα ανεμιστήρα που αποσυναρμολογείται. Ο ανεμιστήρας είναι ένας κινητήρας μεταβλητής συχνότητας, ο οποίος μπορεί να αναγνωριστεί από τη θέση στην οποία βρίσκεται το πηνίο. Το παρακάτω σχήμα (β) είναι η πλακέτα κυκλώματος ελέγχου κινητήρα αναστροφέα. Το τσιπ ελέγχου ενσωματώνει τη λειτουργία DSP και τον οδηγό, απλουστεύοντας τη δομή του κυκλώματος. Η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να αλλάξει προγραμματίζοντας το τσιπ ελέγχου.
