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变频电机和普通电机的区别及优势

文章出处:皖南电机责任编辑:皖南电机查看手机网址
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人气:-发表时间:2016-05-21 11:17【

变频电机和普通电机都能做变频电机用,好像效果也没有什么差别。那为什么要分变频和普通呢?今天皖南电机来给大家简单介绍下变频电机与普通电机的区别以及变频电机的优势。

一、变频电机和普通电机的区别:

变频节能电机

要区别变频电机与普通电机,首先就得理解两种电机的基本原理,了解基本原理之后区别就一目了然了。

普通电机当做变频电机用不是不可以,但要适当提高功率,否则对电机寿命会有比较大的影响。普通电机是根据市电的频率和相应的功率设计的,只有在额定的情况下才能稳定运行。而普通电机做变频电机使用时,在低速运行时就会面临电机的散热问题和高速时电机轴承的强度问题。普通电机的散热大多是空气自冷式,电机的散热靠电机端部的两片叶轮的搅动。当电机的转速较低的时候,电机的散热就成了问题。

而变频电机的出现主要解决普通电机在低速和高速运行的一些问题,变频电机采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式,使机械自动化程度和生产效率大为提高设备小型化、增加舒适性,目前正取代传统的机械调速和直流调速方案。

变频电机可在其调速范围内可任意调速,而电机不会损坏,一般国产的普通电机大部分只能在AC380V/50HZ的条件下运行,普通电机能降频或升频使用,但范围不能太大,否则电机会发热甚至烧坏。

普通风机内散热风扇跟风机机芯用同一条线,而变频风机中这两个是分开的。所以普通风机变频过低时,可能会因过热而烧掉。

变频电机由于要承受高频磁场,所以绝缘等级要比普通电机高,原则上普通电机是不能用变频器来驱动的,但在实际中为了节约资金,在很多需要调速的场合都用普通电机代替变频电机,但普通电机的调速精度不高,在风机、水泵的节能改造中经常这样做。在用普通电机代替变频电机时变频器的哉波频率尽量低一点,以减少高频对电机的绝缘损坏。

二、变频电机的特点和优势

1、变频电机的特点

1)电磁设计 '对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

方式一般如下: 尽可能的减小定子和转子电阻。 减小定子电阻即可降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增 "

2)为抑制电流中的高次谐波,需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大,高次谐波铜耗也增大。因此,电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3)变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态,一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时,为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

2、结构设计 再结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般注意以下问题:

1)绝缘等级,一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2)对电机的振动、噪声问题,要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。

3)冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4)防止轴电流措施,对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,从而导致轴承损坏,所以一般要采取绝缘措施。

5)对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂,以补偿轴承的温度升高。

2、变频电机优势

1)变频电机更加节能

所有家用电器在电机运行中,均产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及 附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。因为普通的交流异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割 转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,但如果使用变频电机,其能耗能减少20%-30%左右。

2)变频电机使用寿命更长

电机在运行时载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。而变频电机可以工作在整流滤波之下的电压之下,性能可以更加稳定,而且寿命更长久。

3)变频电机谐波电磁噪声与震动更小

普通异步电动机由于电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成 各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大, 各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。但是变频电机就可以有效解决这些问题。

4)变频电动机可应对频繁启动、制动

变频电机可解决普通异步电动机效率、温升、绝缘强度、噪声与震动和冷却,以及频繁启动、制动给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化等问题,还可有效降低电机在启动是的瞬间电压。

5)变频电机可无极变速

无极调速就是从停止到最快速度,或从最快速度到停止,没有档位,是逐步变快或变慢。另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求,而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

当电机转速降低时,转矩也降低,发热量也降低,适合选用普通的电机用于变频,但时间已不在低于40%同步速的情况下使用。其他的负载,在60%同步速及以上运行时,选用普通的电机。在25%—60%同步速运行时,选用外部强制冷却笼性电动机,即变频专用电机。当转速低于25%同步速时,选用完全强制冷却电动机。即矢量专用电动机。

不同的变频控制方式控制的速度的速度是不一样的,采用U/F控制方式控制速度的范围是150—1470m/min;采用无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制,控制速度的范围是60—1500m/min;采用速度传感器的矢量控制和直接转矩控制,控制速度的范围是5—1500m/min,在5m/min时运行的稳定性不太好。

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