變頻電動機變頻保護

1、差動保護

為了保證內(nèi)部故障時差動保護靈敏動作，同時防止外部故障時及電動機起動時暫態(tài)不平衡電流引起的誤動，加入變頻電動機保護裝置，包含變頻差動保護和變頻后備保護，從而給予變頻運行電動機完善的保護。

2、后備保護

為了變頻運行時，有相應的后備保護反映電機的各種異常運行狀態(tài)，需要設(shè)置有速斷過流、過流保護和負序保護功能，用于檢測電機的堵轉(zhuǎn)、匝間等故障。后備保護實時檢測變頻電動機運行頻率，并計算對應的電流有效值，判別電機狀態(tài)。當電機工頻啟動時，對應的保護功能退出，此時考慮采用電機原綜保裝置來完成后備保護。當電動機在變頻方式運行時，如果發(fā)生匝間故障，故障電流水平與發(fā)生故障時刻頻率的大小有關(guān)系，為了提高負序電流保護對匝間故障的靈敏度，設(shè)置有多段定值，檢測不同頻率下的匝間故障。

由三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式：n=60f(1-s)/p可知，改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達到改變轉(zhuǎn)速的目的。

從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。 在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對數(shù)的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動機調(diào)速等。

從調(diào)速時的能耗觀點來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級調(diào)速等）。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。

實際上，為變頻器設(shè)計的電機稱為變頻專用電機；電機可以在變頻器的驅(qū)動下實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，以適應負載變化的需求。一般的變頻電動機，是由傳統(tǒng)的鼠籠式電動機衍生而來；通常把傳統(tǒng)的電機用自冷風機改為獨立出來的風機，并且提高了電機繞組絕緣的耐電暈性能。在一些對電機輸出特性要求不高的場合，如小功率，及工作頻率在額定頻率附近的情況下運行時，可以用普通鼠籠電動機代替。

給電動機的絕緣帶來危害

大批變頻調(diào)速電機絕緣過早破壞的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，有些變頻電機的壽命只有1到2年，甚至有些在試運行期間電機絕緣就被擊穿破壞，而且擊穿通常發(fā)生在匝間絕緣。變頻器沒有影響到電動機的短期絕緣性能，但是顯著降低了電動機的壽命，對于電動機而言，每年大約承受3000億次脈動電壓的沖擊。

電動機保護的影響

變頻裝置的應用對于高壓電動機的保護產(chǎn)生了很大的影響，尤其對作為大容量高壓電機主保護的縱聯(lián)差動保護影響最大。因為常規(guī)差動保護裝置是針對不調(diào)速的電機而設(shè)計的，不能適用于寬范圍調(diào)速的高壓變頻電動機”。所以目前進行變頻改造的高壓電機一般都取消了差動保護，而改裝靈敏度較差的電流速斷保護，這對于高壓電機保護來說是不夠的。

1、電磁設(shè)計對普通異步電動機來說，再設(shè)計時主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動機，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時直接啟動，因此，過載能力和啟動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機對非正弦波電源的適應能力。

奇卓變頻電機方式一般如下：

1） 盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增

2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。

3）變頻電動機的主磁路一般設(shè)計成不飽和狀態(tài)，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，

二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當提高變頻器的輸出電壓。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計再結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，

奇卓變頻電機一般注意以下問題：

1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。

2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構(gòu)件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅(qū)動。

4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會產(chǎn)生軸電流，當其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。

5）對恒功率變頻電動機，當轉(zhuǎn)速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。

奇卓變頻電機變頻電機主要特點：

B級溫升設(shè)計，F(xiàn)級絕緣制造。采用高分子絕緣材料及真空壓力浸漆制造工藝以及采用特殊的緣結(jié)構(gòu)，使電氣繞組采用絕緣耐壓及機械強度有很大提高，足以勝任馬達之高速運轉(zhuǎn)及抵抗變頻器高頻電流沖擊以電壓對絕緣之破壞。平衡質(zhì)量高，震動等級為R級（降振級）機械零部件加工精度高，并采用專用高精度進口軸承可以高速運轉(zhuǎn)。強制通風散熱系統(tǒng)，全部采用進口軸流風機超靜音、高壽命，強勁風力。保障馬達在任何轉(zhuǎn)速下，得到有效散熱，可實現(xiàn)高速或低速長期運行。經(jīng)AMCAD軟件設(shè)計的YP系列電機，與傳統(tǒng)變頻電機相比較，具備更寬廣的調(diào)速范圍和更高的設(shè)計質(zhì)量，經(jīng)特殊的磁場設(shè)計，進一步抑制高次諧波磁場，以滿足寬頻、節(jié)能和低噪音的設(shè)計指標。具有寬范圍恒轉(zhuǎn)矩與功率調(diào)速特性，調(diào)速平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)矩脈動。與各類變頻器均具有良好的參數(shù)匹配，配合矢量控制，可實現(xiàn)零轉(zhuǎn)速全轉(zhuǎn)矩、低頻大力矩與高精度轉(zhuǎn)速控制、位置控制及快速動態(tài)響應控制。YP系列變頻專用電機可配制剎車器，編碼器供貨，這樣即可獲得精準停車，和通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實現(xiàn)高精度速度控制。采用“微電機 變頻專用電機 編碼器 變頻器”實現(xiàn)超低速無級調(diào)速的精準控制。YP系列變頻專用電機通用性好，其安裝尺寸符合IEC標準，與一般標準型電機具備可互換性。變頻電機的構(gòu)造原理電動機的調(diào)速與控制，是工農(nóng)業(yè)各類機械及辦公、民生電器設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)之一。