淺(qian)析(xi)怎(zen)樣(yang)解決變頻器(qi)對(dui)電(dian)機的(de)影響(xiang)
變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)英文譯(yi)名是(shi)VFD(Variable-frequencyDrive),這(zhe)可能是現代(dai)科(ke)技(ji)由中(zhong)文(wen)反(fan)向譯(yi)為(wei)英文的(de)為(wei)數(shu)不(bu)多(duo)實(shi)例之(zhi)壹(yi)。變頻(pin)器(qi)是應(ying)用變(bian)頻(pin)技(ji)術與微電(dian)子(zi)技(ji)術,通過(guo)改(gai)變電機工作(zuo)電(dian)源(yuan)的(de)頻率(lv)和幅(fu)度(du)的(de)方式來控(kong)制交(jiao)流電(dian)動機的(de)電力(li)傳(chuan)動(dong)元(yuan)件(jian)。
1、電動(dong)機的(de)效(xiao)率(lv)和溫(wen)升的(de)問題
變頻(pin)器在中(zhong)、韓(han)等(deng)亞(ya)洲地區(qu)受日本廠商(shang)影響(xiang)而曾被(bei)稱作(zuo)VVVF(VariableVoltageVariableFrequencyInverter)。在運行(xing)中(zhong)均產生不同程度(du)的(de)諧波(bo)電壓(ya)和電(dian)流,使(shi)電動機在非正弦電(dian)壓、電(dian)流下(xia)運行(xing)。拒資料介(jie)紹(shao),以目(mu)前普(pu)遍(bian)使(shi)用的(de)正弦(xian)波PWM型(xing)變頻器為(wei)例(li),其(qi)低次諧波基(ji)本為(wei)零,剩(sheng)下(xia)的(de)比載(zai)波頻(pin)率大壹(yi)倍(bei)左右(you)的(de)高次(ci)諧波(bo)分量為(wei):2u1(u為(wei)調制(zhi)比(bi))。
PWM即脈沖寬(kuan)度調制(zhi),是(shi)壹種(zhong)利用微(wei)處理(li)器(qi)的(de)數字(zi)輸(shu)出來(lai)控(kong)制(zhi)模擬電路(lu)的(de)控制(zhi)技(ji)術。PWM以其(qi)控(kong)制(zhi)簡(jian)單(dan)、靈活(huo)、效(xiao)率(lv)高和動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)好等(deng)優(you)點而被廣(guang)泛應(ying)用在從(cong)測(ce)量、通(tong)信到(dao)功(gong)率(lv)控制與(yu)變換的(de)許多(duo)領域中(zhong)。PWM是(shi)開(kai)關型(xing)穩壓電源(yuan)中(zhong)的(de)術語。這是(shi)按(an)穩壓(ya)的(de)控制(zhi)方式分類的(de),除了(le)PWM型,還有(you)PFM型(xing)和PWM、PFM混(hun)合(he)型。如(ru)今的(de)很多微型控(kong)制器(qi)中(zhong)都(dou)有(you)PWM控(kong)制(zhi)器(qi)。
高次諧波會(hui)引(yin)起電動機定(ding)子(zi)銅耗(hao)、轉子(zi)銅(鋁(lv))耗(hao)、鐵(tie)耗(hao)及附(fu)加(jia)損(sun)耗(hao)的(de)增加(jia),最(zui)為(wei)顯(xian)著(zhe)的(de)是轉子(zi)銅(鋁(lv))耗(hao)。因為(wei)異(yi)步(bu)電動機是(shi)各(ge)類電(dian)動機中(zhong)應(ying)用最(zui)廣、需要(yao)量最(zui)大的(de)壹種(zhong)。異(yi)步(bu)電動機由(you)氣隙(xi)旋(xuan)轉磁(ci)場與(yu)轉子(zi)繞(rao)組感(gan)應(ying)電流相互作(zuo)用產生電磁(ci)轉矩(ju),從(cong)而實現機電(dian)能量轉換(huan)為(wei)機械(xie)能量的(de)壹種(zhong)交(jiao)流電(dian)機。作(zuo)電(dian)動(dong)機運(yun)行(xing)的(de)異(yi)步(bu)電機。因其(qi)轉子(zi)繞(rao)組電流是(shi)感(gan)應(ying)產生的(de),又稱感(gan)應(ying)電動(dong)機。
是(shi)以接(jie)近於基(ji)波頻(pin)率所對(dui)應(ying)的(de)同步轉速(su)旋(xuan)轉的(de),因此(ci),高次(ci)諧波電壓以較(jiao)大的(de)轉差切(qie)割轉子(zi)導條後(hou),便(bian)會(hui)產生很大的(de)轉子(zi)損(sun)耗(hao)。除此(ci)之(zhi)外,還(hai)需考(kao)慮因集(ji)膚效(xiao)應(ying)所產生的(de)附(fu)加(jia)銅耗(hao)。這些損(sun)耗(hao)都會使(shi)電動(dong)機額(e)外發熱(re),效(xiao)率(lv)降低,輸出功率(lv)減(jian)小,如(ru)將(jiang)普通三(san)相異(yi)步(bu)電動機運(yun)行(xing)於變(bian)頻器輸(shu)出的(de)非正弦條(tiao)件(jian)下(xia),其(qi)溫(wen)升壹(yi)般要(yao)增加(jia)10%--20%。
電(dian)源(yuan)是(shi)向電子(zi)設(she)備(bei)提供(gong)功(gong)率(lv)的(de)裝置(zhi),也稱電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)器,它(ta)提(ti)供(gong)計算(suan)機中(zhong)所(suo)有(you)部件(jian)所需(xu)要的(de)電能(neng)。
2、電動(dong)機絕緣強(qiang)度(du)問(wen)題
目(mu)前中(zhong)小型變(bian)頻(pin)器,不少是采用PWM的(de)控制(zhi)方式。他的(de)載波(bo)頻率(lv)約為(wei)幾(ji)千(qian)到(dao)十幾(ji)千(qian)赫,這就(jiu)使得(de)電(dian)動(dong)機定(ding)子(zi)繞(rao)組要承(cheng)受很高的(de)電壓(ya)上升(sheng)率,相當(dang)於對(dui)電動機施(shi)加(jia)陡(dou)度很大的(de)沖擊(ji)電壓(ya),使電動機的(de)匝間(jian)絕緣承(cheng)受較(jiao)為(wei)嚴(yan)酷的(de)考(kao)驗。另外,由(you)PWM變頻器產生的(de)矩(ju)形(xing)斬波沖(chong)擊(ji)電壓(ya)疊加(jia)在電動機運(yun)行(xing)電(dian)壓(ya)上(shang),會對電動機對(dui)地絕緣構成威脅,對地絕緣在高壓的(de)反復沖擊(ji)下(xia)會加(jia)速(su)老化。