Razlika između običnih asinhronih motora i motora promjenjive frekvencije

1, Obični asinhroni motori su dizajnirani sa konstantnom frekvencijom i naponom i ne mogu u potpunosti ispuniti zahtjeve regulacije brzine promjenjive frekvencije. Slijedeći je utjecaj pretvarača frekvencije na motore.

1. Efikasnost i porast temperature elektromotora
Bez obzira na oblik frekventnog pretvarača, on generiše različite stepene harmonskog napona i struje tokom rada, uzrokujući da motor radi pod nesinusoidnim naponom i strujom. Odbijajući uvođenje informacija, uzimajući uobičajeno korišteni sinusni PWM frekventni pretvarač kao primjer, njegovi harmonici niskog reda su u osnovi nula, a preostale harmoničke komponente visokog reda koje su otprilike dvostruko veće od noseće frekvencije su 2u+1 (u je omjer modulacije).
Harmonici visokog reda mogu uzrokovati povećanje gubitka bakra statora, gubitaka bakra (aluminijuma) rotora, gubitka željeza i dodatnih gubitaka elektromotora, od kojih je najznačajniji gubitak rotorskog bakra (aluminij). Budući da se asinhroni motori okreću sinhronim brzinama bliskim osnovnoj frekvenciji, harmonijski naponi visokog reda mogu uzrokovati značajne gubitke rotora prilikom rezanja šipki rotora s velikim proklizavanjem. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir i dodatnu potrošnju bakra uzrokovanu skin efektom. Ovi gubici će uzrokovati da motor proizvodi dodatnu toplinu, smanji učinkovitost i izlaznu snagu. Na primjer, ako običan trofazni asinhroni motor radi na nesinusoidnom izlazu napajanja preko frekventnog pretvarača, njegov porast temperature općenito se povećava za 10% -20%.

2. Pitanje čvrstoće izolacije elektromotora
Trenutno, mnogi mali i srednji pretvarači frekvencije koriste PWM metod upravljanja. Njegova noseća frekvencija je oko nekoliko hiljada do desetina kiloherca, što zahtijeva da statorski namotaj motora izdrži visoku brzinu porasta napona, što je ekvivalentno primjeni strmog impulsnog napona na motor, čineći da izolacija između zavoja motora izdrži više težak test. Osim toga, pravokutni impulsni napon sjeckanja koji generiraju PWM frekventni pretvarači superponirani na radni napon motora predstavlja prijetnju izolaciji uzemljenja motora, a izolacija zemlje će ubrzati starenje pod ponovljenim udarima visokog napona.

3. Harmonični elektromagnetni šum i vibracije
Kada se običan asinhroni motor napaja frekventnim pretvaračem, to će učiniti vibracije i buku uzrokovane elektromagnetnim, mehaničkim, ventilacijskim i drugim faktorima složenijim. Različiti vremenski harmonici sadržani u napajanju promjenjive frekvencije ometaju inherentne prostorne harmonike elektromagnetnog dijela motora, formirajući različite sile elektromagnetne pobude. Kada je frekvencija valova elektromagnetne sile konzistentna ili bliska prirodnoj frekvenciji vibracija tijela motora, pojavit će se fenomen rezonancije, čime se povećava šum. Zbog širokog raspona radnih frekvencija i velikog raspona varijacije brzine elektromotora, frekvencijama različitih elektromagnetnih valova je teško izbjeći prirodne frekvencije vibracija različitih komponenti motora.

4. Prilagodljivost elektromotora na često paljenje i kočenje
Zbog upotrebe frekventnog pretvarača za napajanje, motor se može pokrenuti na vrlo niskoj frekvenciji i naponu bez impulsne struje, a za brzo kočenje mogu se koristiti različite metode kočenja koje pruža frekventni pretvarač, stvarajući uslove za često pokretanje i kočenje. . Stoga su mehanički i elektromagnetski sistemi motora izloženi cikličnim naizmjeničnim silama, što dovodi do zamora i ubrzanog starenja mehaničkih i izolacijskih struktura.

5. Problemi sa hlađenjem pri malim brzinama
Prvo, impedancija asinhronih motora nije idealna, a kada je frekvencija napajanja niska, gubici uzrokovani harmonicima višeg reda u napajanju su veći. Drugo, kada se brzina običnog asinhronog motora ponovo smanji, količina rashladnog zraka se smanjuje proporcionalno kubičnoj snazi ​​brzine, što rezultira pogoršanjem stanja hlađenja motora pri malim brzinama, naglim porastom temperature i poteškoća u postizanju konstantnog izlaznog momenta.

2, Karakteristike motora promjenjive frekvencije

1. Elektromagnetski dizajn
Za obične asinkrone motore, glavni parametri performansi koji se razmatraju u dizajnu su kapacitet preopterećenja, početne performanse, efikasnost i faktor snage. Što se tiče motora s promjenjivom frekvencijom, budući da je kritična brzina klizanja obrnuto proporcionalna frekvenciji snage, oni se mogu pokrenuti direktno kada je kritična brzina klizanja blizu 1. Stoga, kapacitet preopterećenja i startne performanse više ne treba uzimati u obzir previše. Ključni problem koji treba riješiti je kako poboljšati prilagodljivost motora na nesinusne izvore napajanja. Opšti pristup je sljedeći: 1) Minimizirajte otpor statora i rotora što je više moguće.
Smanjenje otpora statora može smanjiti osnovni gubitak bakra kako bi se kompenzirao povećanje gubitka bakra uzrokovanog harmonicima visokog reda
2) Da bi se potisnuli harmonici visokog reda u struji, potrebno je na odgovarajući način povećati induktivnost motora. Ali utor rotora ima veću impedanciju curenja i njegov skin efekat je također velik, a gubitak bakra na harmonicima visokog reda je također povećan. Stoga, veličina reaktancije curenja motora treba uzeti u obzir racionalnost usklađivanja impedancije u cijelom rasponu brzina.
3) Glavni magnetni krug motora promjenjive frekvencije je općenito dizajniran da bude u nezasićenom stanju. Jedan je uzeti u obzir da će viši harmonici produbiti zasićenje magnetnog kola, a drugi je razmotriti povećanje izlaznog napona frekventnog pretvarača na odgovarajući način kako bi se povećao izlazni moment na niskim frekvencijama.
2. Projektovanje konstrukcije
Prilikom projektovanja konstrukcije, glavna pažnja je takođe uticaj nesinusoidnih karakteristika napajanja na izolacionu strukturu, vibracije, metod hlađenja bukom i druge aspekte motora promenljive frekvencije. Generalno, treba napomenuti sljedeće probleme:
1) Nivo izolacije je generalno F nivo ili viši, a čvrstoću izolacije uzemljenja i izolacije žica treba ojačati, posebno imajući u vidu sposobnost izolacije da izdrži impulsni napon.
2) Što se tiče problema sa vibracijama i bukom motora, treba u potpunosti razmotriti krutost komponenti motora i cjelokupne strukture, i treba uložiti napore da se poveća njegova prirodna frekvencija kako bi se izbjegla rezonancija s različitim valovima sile.
3) Metoda hlađenja: Općenito se koristi hlađenje prisilnom ventilacijom, to jest, glavni ventilator za hlađenje motora pokreće nezavisni motor.
4) Da bi se sprečila struja osovine, potrebno je usvojiti mere izolacije ležajeva za motore snage veće od 160KW. Uglavnom, sklon je asimetriji magnetnog kola i također stvara struju osovine. Kada se struje koje stvaraju druge visokofrekventne komponente kombinuju, struja osovine će se značajno povećati, što će dovesti do oštećenja ležaja. Stoga, općenito treba poduzeti mjere izolacije.
5) Za motore sa promenljivom frekvencijom konstantne snage, kada brzina prelazi 3000/min, treba koristiti specijalnu mast za podmazivanje otpornu na visoke temperature za kompenzaciju porasta temperature ležajeva.

sinhroni motor:
1, karakteristike:
1. Faktor snage je napredan, općenito ocijenjen na 0.9, što je korisno za poboljšanje faktora snage električne mreže i povećanje njenog kapaciteta.
2. Stabilnost rada je visoka. Kada napon mreže iznenada padne na 80% nominalne vrijednosti, sistem pobude može općenito automatski prilagoditi i implementirati prisilnu pobudu kako bi osigurao stabilan rad motora.
3. Kapacitet preopterećenja je veći od kapaciteta odgovarajućeg asinhronog motora.
4. Visoka radna efikasnost, posebno za asinhrone motore male brzine.

2, Startna metoda
1. Metoda asinhronog pokretanja, kod većine sinhronih motora, na rotor je ugrađen početni namotaj sličan kaveznom namotu asinhronih motora. Krug povratne pobude je povezan serijski sa dodatnim otporom od oko 10 puta veće vrijednosti otpora namotaja pobude kako bi se formiralo zatvoreno kolo. Stator sinhronog motora je direktno povezan na električnu mrežu i pokreće se kao asinhroni motor. Kada brzina dostigne subsinhronu brzinu (95%), dodatni otpor se prekida.
2. Pokretanje promjenjive frekvencije, počevši od frekventnog pretvarača, neće se ponoviti.

3, Aplikacija
Oni koji su radili kao tehničari za uštedu energije na naftnim poljima znaju da zbog velikog startnog momenta potrebnog za motor jedinice za pumpanje ulja, inženjeri obično dizajniraju motor da bude veoma velik, što dovodi do fenomena "velikog konja koji vuče mali automobil ". Na primjer, nakon podešavanja balansnog bloka motora pumpne jedinice za ulje od 55KW, njegova stvarna aktivna snaga je obično oko deset kilovata, ponekad čak i mala. Već sam radio takvu transformaciju, mijenjajući asinhroni motor od 55KW pumpne jedinice u sinhroni motor od 22KW, a zatim koristeći frekventni pretvarač za kontrolu. Naravno, može se automatski kontrolisati na osnovu zapremine pražnjenja ili drugih signala. Stopa uštede energije može doseći 40%.
Stoga, svaki asinhroni motori, sinhroni motori i motori promjenjive frekvencije imaju svoje karakteristike, uglavnom ovisno o radnom okruženju kojim upravljate. Naravno, prema troškovima inženjeringa, asinhrone motore treba koristiti što je više moguće.