變頻電動機變頻影響

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、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、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系，為了提高負序電流保護對匝間故障的靈敏度，設置有多段定值，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及轉差率s均可達到改變轉速的目的。

從調(diào)速的本質來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉速或不改變同步轉速兩種。 在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應用電磁轉差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉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)速指時轉差率不變，因此無轉差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉差損耗回收的調(diào)速方法（如串級調(diào)速等）。有轉差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉子回路中；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，為變頻器設計的電機稱為變頻專用電機；電機可以在變頻器的驅動下實現(xiàn)不同的轉速與轉矩，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。

1、電磁設計對普通異步電動機來說，再設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，由于臨界轉差率反比于電源頻率，可以在臨界轉差率接近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，為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。

2、結構設計再結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、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構，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及抵抗變頻器高頻電流沖擊以電壓對絕緣之破壞。平衡質量高，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。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)速范圍和更高的設計質量，經(jīng)特殊的磁場設計，進一步抑制高次諧波磁場，以滿足寬頻、節(jié)能和低噪音的設計指標。具有寬范圍恒轉矩與功率調(diào)速特性，調(diào)速平穩(wěn)，無轉矩脈動。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)零轉速全轉矩、低頻大力矩與高精度轉速控制、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、民生電器設備的基礎技術之一。