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普通電機(jī)和變頻電機(jī)設(shè)計(jì)上的區(qū)別
1、電磁設(shè)計(jì)
對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)來說,再設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動(dòng)性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動(dòng)機(jī),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(shí)直接啟動(dòng),因此,過載能力和啟動(dòng)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(dòng)機(jī)對(duì)非正弦波電源的適應(yīng)能力。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),主要也是要考慮非正弦電源特性對(duì)變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、噪聲冷卻方式等方面的影響。普通異步電動(dòng)機(jī)都是按恒頻恒壓設(shè)計(jì)的,不可能完全適應(yīng)變頻調(diào)速的要求。強(qiáng)行給普通電機(jī)安裝變頻器使用,會(huì)帶來很多弊端,以下為變頻器對(duì)電機(jī)的影響。
1.電動(dòng)機(jī)的效率和溫升:
變頻器在運(yùn)行中能產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行,里面的高次諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)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(huì)使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,普通電動(dòng)機(jī)溫升一般要增加10%-20%。
2.電動(dòng)機(jī)的絕緣強(qiáng)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(dòng)機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當(dāng)于對(duì)電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。
另外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓上,會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅,對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速老化。
3.諧波電磁噪聲與震動(dòng)
普通異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí),會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí),將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。由于電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有震動(dòng)頻率。
變頻調(diào)速電機(jī)對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備能耗的影響
跟著設(shè)備制造企業(yè)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),變頻調(diào)速電機(jī)成為風(fēng)機(jī)、泵類生產(chǎn)廠家,的動(dòng)力輸出設(shè)備。
那么你知道變頻調(diào)速電機(jī)是如作實(shí)現(xiàn)節(jié)減能源的嗎?以及變頻電機(jī)與普通電機(jī)的差別性有哪些嗎?
變頻電機(jī)與普通電機(jī)對(duì)比,從外形上看,沒有太大的區(qū)別,但兩者從機(jī)能和利用方面有較大的差別。變頻電機(jī)由變頻電源或變頻器供電,電機(jī)的轉(zhuǎn)速可變革,有恒轉(zhuǎn)矩和恒功率變頻電機(jī),而普通電機(jī)則是由工頻電源供電,其額定轉(zhuǎn)速是相對(duì)牢靠的。普通電機(jī)電扇隨電機(jī)轉(zhuǎn)子同時(shí)動(dòng)彈,而變頻電機(jī)是靠別的的獨(dú)立風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)散熱,這樣設(shè)計(jì),能變頻電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)的散熱需求。
變頻電機(jī)由于要遭受高頻磁場(chǎng),所以絕緣品級(jí)要比普通電機(jī)高,變頻電機(jī)槽絕緣、電磁線都有非凡要求,以提高高頻攻擊波的耐受本領(lǐng)。
變頻電機(jī)的節(jié)能主要表示在風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備的應(yīng)用上。原因是,廠家為了設(shè)備運(yùn)行的靠得住性,在選擇配套電機(jī)時(shí),會(huì)選擇功率大一些的變頻電機(jī),給設(shè)備留有必然的富余量。當(dāng)普通電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí),除到達(dá)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外,多余的力矩增加了有功功率的耗損,造成電能的揮霍。
風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)理要領(lǐng)是調(diào)理風(fēng)機(jī)進(jìn)口或出口的擋板或水泵閥門開度來調(diào)理給風(fēng)量和給水量,大量的能源耗損在擋板、閥門的截流進(jìn)程中。當(dāng)利用變頻調(diào)速時(shí),假如流量要求減小,通過低落泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿意要求。這樣自然就為利用客戶節(jié)減了電能的耗損。
變頻調(diào)速電機(jī)軸承的選用很重要
對(duì)于三相異步電機(jī)產(chǎn)物,特別是變頻調(diào)速電機(jī),因?yàn)樽冾l電機(jī)在差異的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,并且轉(zhuǎn)速差別較大,因而電機(jī)廠家對(duì)于變頻調(diào)速電機(jī)軸承的選擇需要慎重。
變頻調(diào)速電機(jī),在使用中會(huì)發(fā)生軸電流、發(fā)燒等環(huán)境,會(huì)影響變頻電機(jī)軸承系統(tǒng)的不變性,所以變頻電機(jī)廠家在變頻調(diào)速電機(jī)軸承的選用上很重要。
變頻電機(jī)廠家要實(shí)現(xiàn)軸承在高于參考轉(zhuǎn)速的環(huán)境下運(yùn)作,可以利用可以或許準(zhǔn)確丈量潤(rùn)滑劑量的潤(rùn)滑系統(tǒng)來低落軸承的摩擦;或通過輪回油潤(rùn)滑系統(tǒng)、軸承座上的散熱片或直接以氣流冷卻把熱量帶走。
在軸承發(fā)燒電機(jī)的剖解進(jìn)程可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)潤(rùn)滑脂過多或過少時(shí),電機(jī)呈現(xiàn)軸承發(fā)燒問題,關(guān)于該問題,軸承系統(tǒng)布局設(shè)計(jì),油腔的大小和物理空間部署很重要,如何能讓有效的、有用的潤(rùn)滑劑,地應(yīng)用起來,是軸承系統(tǒng)正常事情的前提。從熱量傳導(dǎo)的機(jī)理及差異的介質(zhì)傳熱機(jī)能可以發(fā)現(xiàn),潤(rùn)滑脂對(duì)于軸承熱量比較敏感,軸承系統(tǒng)中過大的油腔的過量的潤(rùn)滑脂填充往往會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸承發(fā)燒嚴(yán)重。
對(duì)于轉(zhuǎn)速調(diào)理頻繁、大功率高壓變頻電機(jī)上,要提前和電機(jī)生產(chǎn)廠家說明,廠家可以按照變頻電機(jī)利用要求,優(yōu)化變頻電機(jī)的布局與軸承系統(tǒng),以變頻電機(jī)的利用壽命。
如何減輕異步電機(jī)的振動(dòng)?
異步電機(jī)之所以得到廣泛應(yīng)用,主要由于它有如下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)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(jī)的振動(dòng)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(jī)的振動(dòng)是目前電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較關(guān)注的問題,分別由電磁振動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、氣體振動(dòng)三部分組成。
電磁振動(dòng):是由電機(jī)氣隙中磁場(chǎng)的相互作用,在轉(zhuǎn)子和定子上產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的電磁力,使電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。
機(jī)械振動(dòng):是由轉(zhuǎn)子的不平衡、軸承等機(jī)械結(jié)構(gòu)或裝置引起的振動(dòng)。
氣體振動(dòng):是由電機(jī)通風(fēng)部件中的空氣流動(dòng)或由空氣動(dòng)力引起的振動(dòng)。
異步電機(jī)的電磁振動(dòng)是許多大中型電機(jī)的主要振動(dòng)源。由于電機(jī)的電磁振動(dòng)是電機(jī)電磁場(chǎng)和電機(jī)結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果,那么利用磁-固耦合振動(dòng)理論來研究電機(jī)的電磁振動(dòng)是尋找電機(jī)電磁振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理以及解決電機(jī)電磁振動(dòng)較有效的方法。