工频电机在变频环境下应用的潜在危害与解决方案探讨

小Z，一位企业老总，向我透露了一个烦恼：他们生产的电机产品，近期频繁出现匝间和过载问题。安徽皖南电机令人费解的是，为何同样的设计和工艺，问题却突然增多？经过市场服务人员的调查，发现这些故障电机几乎都用于变频环境，而他们当初是为工频设备设计的。今天，我们就来探讨一下工频电机在变频环境下的应用问题。

众所周知，普通异步电动机是按照恒频率、恒电压的运行方案设计的，适合在额定工作点附近的高效运行，不适宜用于宽范围的变频调速。一些客户为了节省成本，直接将普通异步电动机当作变频电机使用，结果导致电机故障频发或寿命缩短。事实上，很多电机企业已经研发了宽频电机，专门用于宽范围变频调速。那么，这种简单粗暴的应用方式，究竟会带来哪些潜在危害？是否有必要升级到宽频电机呢？今天，我们从理论分析入手，揭示故障频发的内在机理，为大家简要说明问题。

首先，变频器在运行中会产生谐波电压和电流，导致电动机在非正弦电压、电流下运行。皖南电机价格表这些谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗的增加，特别是转子铜耗。这些损耗会导致电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，从而引发温升增加，尤其是IP23系列电机。

其次，当电源频率较低时，普通异步电动机的冷却效果会变差。转速降低时，冷却风量减小明显，导致电动机冷却状况恶化，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

此外，变频器的载波频率非常高，会使电机定子绕组承受很高的电压，对电机的匝间绝缘构成威胁。*终，可能导致电机因匝间、相间和对地故障，严重时表现为绕组过载。

另外，普通异步电动机采用变频器供电时，会使振动和噪声问题更加复杂。变频电源中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，出现严重的电磁高频噪声和振动。

此外，采用变频器供电，电动机在低频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动。虽然这为实现频繁启动和制动创造了条件，但电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

*后，高性能变频器的应用给电机行业带来了革命性变革。皖南电机但终端客户大多工频供电，这必然带来一个不容忽视的隐患：静止可调变频电源供电时电机能够正常运转，工频供电可能无法正常启动。因此，模拟实际工况电源试验合格的变频电机应用到传统工频供电场合同样可能存在致命缺陷。