电机革新之路：深入解析变频器对异步电动机的影响

在电力设备领域，异步电动机的常规设计往往基于恒频恒压，这一设计在满足变频调速的高标准需求方面存在局限性。以下将深入探讨变频器对异步电动机的影响，以及变频电动机的独特特点。

首先，变频器对电机的潜在影响不容忽视。例如，在效率与温升方面，无论是哪种类型的变频器，在运行过程中都会产生谐波电压和电流，使得电机在非正弦电压、电流下工作。以皖南电机常用的正弦波PWM型变频器为例，其高次谐波分量约为载波频率的两倍，这会导致电机定子、转子铜铝耗、铁耗及附加损耗增加，尤其是转子铜铝耗*为明显。当异步电动机转速接近同步转速时，高次谐波电压切割转子导条，产生较大损耗，同时，集肤效应导致的附加铜耗也不容忽视。这些损耗会导致电机额外发热，效率降低，输出功率减小，使得普通三相异步电动机在变频器输出的非正弦电源条件下，温升通常会增加10%至20%。

此外，绝缘强度问题也是一大挑战。许多中小型变频器采用PWM控制方式，其载波频率在几千至十几千赫兹之间，导致电机定子绕组承受高电压上升率，相当于对电机施加陡峭的冲击电压，对电机匝间绝缘造成严峻考验。PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电机运行电压上，对电机对地绝缘构成威胁，在高压反复冲击下会加速老化。

另一方面，变频电动机的特点也值得探讨。在电磁设计方面，变频电动机的关键在于如何提高电机对非正弦波电源的适应能力。皖南电机在设计时，会尽可能减小定子和转子电阻，降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加。同时，为抑制电流中的高次谐波，适当增加电动机的电感，但需兼顾整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

在结构设计方面，皖南电机会充分考虑非正弦电源特性对变频电机绝缘结构、振动、噪声、冷却方式等方面的影响。例如，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。此外，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，以提高冷却效率。

总之，皖南电机在变频电动机的设计与制造上，充分考虑了变频器对电机的潜在影响，并通过优化电磁设计、结构设计等方面，提高了电机对非正弦波电源的适应能力。这使得皖南电机在变频调速领域具有显著的优势。