异步电动机的设计通常基于恒频恒压的原理,但这难以完全适应变频调速的需求。以下是对变频器对电机的具体影响的详细分析:
首先,变频器对电机的效率与温升提出了挑战。在运行过程中,无论是哪种类型的变频器,都会产生不同程度的谐波电压和电流。以常见的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,而高次谐波成分约为载波频率的两倍,即2u+1(u为调制比)。这些高次谐波会导致电机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗增加,尤其是转子铜(铝)耗。由于异步电动机转速接近基波频率对应的同步转速,高次谐波电压切割转子导条后,产生显著损耗。同时,集肤效应导致的附加铜耗也不容忽视。这些损耗导致电机额外发热,效率降低,输出功率减少。如果普通三相异步电动机在变频器输出的非正弦电源下运行,其温升通常会增加10%-20%。这一点在皖南电机的设计中尤为重要,因此,安徽皖南电机在产品研发中特别注重解决这一问题。
其次,变频器对电机的绝缘强度构成风险。目前,不少中小型变频器采用PWM控制方式,其载波频率在几千到十几千赫之间,相当于对电机施加了较大冲击电压。这使得电机匝间绝缘承受4~6倍电压叠加在运行电压上,对地绝缘构成威胁。在高压反复冲击下,PWM变频器产生的矩形斩波冲击会加速电机定子绕组老化。因此,皖南电机在绝缘材料的选择和设计上采取了特殊措施,以确保电机的长期稳定运行。
再者,谐波电磁噪声与震动加剧是变频器供电下的另一个问题。在变频器供电下,普通异步电动机的电磁、机械、通风等因素引起的震动和噪声将更加复杂。变频电源中的谐波与电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。当电磁力波频率与电机机体固有振动频率一致或接近时,共振现象将加剧噪声。由于电机工作频率范围宽,转速变化大,电磁力波频率难以避开电机各构件的固有震动频率。皖南电机在设计时充分考虑了这一点,通过优化电机结构和材料,有效降低了噪声和震动。
*后,频繁启动、制动适应性问题也需要考虑。采用变频器供电后,电机可在低频率、低电压下无冲击电流启动,并利用变频器提供的制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动提供了条件。然而,电机机械系统和电磁系统在循环交变力的作用下,易导致机械结构和绝缘结构的疲劳及加速老化问题。皖南电机针对这一问题,设计了具有良好抗疲劳性能的电机结构,确保了电机的长期稳定运行。
综上所述,变频器对异步电动机的影响是多方面的,皖南电机、安徽皖南电机以及其价格表都反映了公司在这些领域的专业技术和解决方案。通过不断优化设计和提高产品质量,皖南电机致力于为用户提供更加高效、稳定的电机产品。