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变频电机设计时需注意的问题

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
变频器设计的电机称为变频专用电机;电机可以在变频器的驱动下实现不同的转速与转矩,以适应负载变化的需求。一般的变频电动机,是由传统的鼠笼式电动机衍生而来;通常把传统的电机用自冷风机改为独立出来的风机,并且提高了电机绕组绝缘的耐电晕性能。在一些对电机输出特性要求不高的场合,如小功率,及工作频率在额定频率附近的情况下运行时,可以用普通鼠笼电动机代替。
一、电磁设计
电磁设计对于普通异步电动机,重新设计期间要考虑的主要性能参数是过载能力,启动性能,效率和功率因数。由于临界转差率与电源频率成反比,因此变频电动机可以在临界转差率接近1时直接启动,因此不必过多考虑过载能力和启动性能,但是要解决的关键问题是如何提高变频电动机的非正弦波电源的适应性。
该方法一般如下:
(1)尽可能减小定子和转子的电阻。降低定子电阻可以减少基本铜损,以补偿由高次谐波引起的铜耗增加。
(2)为了抑制电流中的高次谐波,有必要适当增加变频电动机的电感。但是转子槽的泄漏电阻更大,集肤效应也更大,更高的谐波铜耗也增加了。因此,变频电动机泄漏电抗的大小必须考虑整个速度调节范围内阻抗匹配的合理性。
(3)通常将变频电动机的主磁路设计成不饱和状态,一种是考虑高次谐波会加深磁路饱和,另一种是考虑适当增加变频器的输出电压,以增加低频下的输出转矩。
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二、结构设计
在结构设计中,还考虑了非正弦电源特性对变频电动机的绝缘结构,振动和噪声冷却方法的影响,通常,注意以下问题:
(1)绝缘等级,通常为F等级或更高等级,可增强对地面和匝数的绝缘强度,尤其是承受绝缘脉冲电压的能力。
(2)对于变频电动机的振动和噪声,应充分考虑变频电动机组件和整体的刚性,并应尽可能增加固有频率,以避免与每个力波产生共振。
(3)冷却方式:一般采用强制通风冷却,即主电机冷却风扇由独立电机驱动。
(4)防止轴电流的措施,容量超过160KW的电动机应采取轴承绝缘措施。主要原因是可能会发生磁路的不对称,并且还会产生轴电流,当其他高频分量产生的电流合并在一起时,轴电流将大大增加,从而导致轴承损坏,因此通常会采取绝缘措施。
(5)对于恒功率变频电动机,当速度超过3000/min时,应使用特殊的耐高温油脂来补偿轴承温度的升高。
变频电动机可在0.1HZ—130HZ范围内长时间运行。 
普通电动机2极可以在20—65Hz的范围内运行。 
4极可在25—75hz的范围内长期运行。 
6极可在30—85hz的范围内长期运行。 
8极在35—100hz的范围内可长期运行。

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