變頻電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介

實(shí)際上，為變頻器設(shè)計(jì)的電機(jī)稱為變頻專用電機(jī)；電機(jī)可以在變頻器的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)負(fù)載變化的需求。一般的變頻電動(dòng)機(jī)，是由傳統(tǒng)的鼠籠式電動(dòng)機(jī)衍生而來(lái)；通常把傳統(tǒng)的電機(jī)用自冷風(fēng)機(jī)改為獨(dú)立出來(lái)的風(fēng)機(jī)，并且提高了電機(jī)繞組絕緣的耐電暈性能。在一些對(duì)電機(jī)輸出特性要求不高的場(chǎng)合，如小功率，及工作頻率在額定頻率附近的情況下運(yùn)行時(shí)，可以用普通鼠籠電動(dòng)機(jī)代替。

由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n=60f(1-s)/p可知，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。

從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看，不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。 在生產(chǎn)機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)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(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無(wú)換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。

從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)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(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、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(jí)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(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。

1、差動(dòng)保護(hù)

為了保證內(nèi)部故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)靈敏動(dòng)作，同時(shí)防止外部故障時(shí)及電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)暫態(tài)不平衡電流引起的誤動(dòng)，加入變頻電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，包含變頻差動(dòng)保護(hù)和變頻后備保護(hù)，從而給予變頻運(yùn)行電動(dòng)機(jī)完善的保護(hù)。

2、后備保護(hù)

為了變頻運(yùn)行時(shí)，有相應(yīng)的后備保護(hù)反映電機(jī)的各種異常運(yùn)行狀態(tài)，需要設(shè)置有速斷過(guò)流、過(guò)流保護(hù)和負(fù)序保護(hù)功能，用于檢測(cè)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)、匝間等故障。后備保護(hù)實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的電流有效值，判別電機(jī)狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能退出，此時(shí)考慮采用電機(jī)原綜保裝置來(lái)完成后備保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在變頻方式運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生匝間故障，故障電流水平與發(fā)生故障時(shí)刻頻率的大小有關(guān)系，為了提高負(fù)序電流保護(hù)對(duì)匝間故障的靈敏度，設(shè)置有多段定值，檢測(cè)不同頻率下的匝間故障。

給電動(dòng)機(jī)的絕緣帶來(lái)危害

大批變頻調(diào)速電機(jī)絕緣過(guò)早破壞的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，有些變頻電機(jī)的壽命只有1到2年，甚至有些在試運(yùn)行期間電機(jī)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(méi)有影響到電動(dòng)機(jī)的短期絕緣性能，但是顯著降低了電動(dòng)機(jī)的壽命，對(duì)于電動(dòng)機(jī)而言，每年大約承受3000億次脈動(dòng)電壓的沖擊。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)的影響

變頻裝置的應(yīng)用對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)產(chǎn)生了很大的影響，尤其對(duì)作為大容量高壓電機(jī)主保護(hù)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)影響最大。因?yàn)槌Ｒ?guī)差動(dòng)保護(hù)裝置是針對(duì)不調(diào)速的電機(jī)而設(shè)計(jì)的，不能適用于寬范圍調(diào)速的高壓變頻電動(dòng)機(jī)”。所以目前進(jìn)行變頻改造的高壓電機(jī)一般都取消了差動(dòng)保護(hù)，而改裝靈敏度較差的電流速斷保護(hù)，這對(duì)于高壓電機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)是不夠的。

1、電磁設(shè)計(jì)對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，再設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)是過(guò)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(guò)載能力和啟動(dòng)性能不在需要過(guò)多考慮，而要解決的關(guān)鍵問(wèn)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。

奇卓變頻電機(jī)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(bǔ)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(dāng)增加電動(dòng)機(jī)的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應(yīng)也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動(dòng)機(jī)漏抗的大小要兼顧到整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。

3）變頻電動(dòng)機(jī)的主磁路一般設(shè)計(jì)成不飽和狀態(tài)，一是考慮高次諧波會(huì)加深磁路飽和，

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

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)再結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要也是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，

奇卓變頻電機(jī)一般注意以下問(wèn)題：

1）絕緣等級(jí)，一般為F級(jí)或更高，加強(qiáng)對(duì)地絕緣和線匝絕緣強(qiáng)度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。

2）對(duì)電機(jī)的振動(dòng)、噪聲問(wèn)題，要充分考慮電動(dòng)機(jī)構(gòu)件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開(kāi)與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

3）冷卻方式：一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

4）防止軸電流措施，對(duì)容量超過(guò)160KW電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對(duì)稱，也會(huì)產(chǎn)生軸電流，當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時(shí)，軸電流將大為增加，從而導(dǎo)致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。

5）對(duì)恒功率變頻電動(dòng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)3000/min時(shí)，應(yīng)采用耐高溫的特殊潤(rùn)滑脂，以補(bǔ)償軸承的溫度升高。

奇卓變頻電機(jī)變頻電機(jī)主要特點(diǎn)：

B級(jí)溫升設(shè)計(jì)，F(xiàn)級(jí)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(jī)械強(qiáng)度有很大提高，足以勝任馬達(dá)之高速運(yùn)轉(zhuǎn)及抵抗變頻器高頻電流沖擊以電壓對(duì)絕緣之破壞。平衡質(zhì)量高，震動(dòng)等級(jí)為R級(jí)（降振級(jí)）機(jī)械零部件加工精度高，并采用專用高精度進(jìn)口軸承可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。強(qiáng)制通風(fēng)散熱系統(tǒng)，全部采用進(jìn)口軸流風(fēng)機(jī)超靜音、高壽命，強(qiáng)勁風(fēng)力。保障馬達(dá)在任何轉(zhuǎn)速下，得到有效散熱，可實(shí)現(xiàn)高速或低速長(zhǎng)期運(yùn)行。經(jīng)AMCAD軟件設(shè)計(jì)的YP系列電機(jī)，與傳統(tǒng)變頻電機(jī)相比較，具備更寬廣的調(diào)速范圍和更高的設(shè)計(jì)質(zhì)量，經(jīng)特殊的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步抑制高次諧波磁場(chǎng)，以滿足寬頻、節(jié)能和低噪音的設(shè)計(jì)指標(biāo)。具有寬范圍恒轉(zhuǎn)矩與功率調(diào)速特性，調(diào)速平穩(wěn)，無(wú)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。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(shí)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(dòng)態(tài)響應(yīng)控制。YP系列變頻專用電機(jī)可配制剎車器，編碼器供貨，這樣即可獲得精準(zhǔn)停車，和通過(guò)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)高精度速度控制。采用“微電機(jī) 變頻專用電機(jī) 編碼器 變頻器”實(shí)現(xiàn)超低速無(wú)級(jí)調(diào)速的精準(zhǔn)控制。YP系列變頻專用電機(jī)通用性好，其安裝尺寸符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，與一般標(biāo)準(zhǔn)型電機(jī)具備可互換性。變頻電機(jī)的構(gòu)造原理電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與控制，是工農(nóng)業(yè)各類機(jī)械及辦公、民生電器設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)之一。