普通電機+變頻器能否實現變頻？變頻范圍多少？

tusayu

害怕伏櫪 發表于 2011-9-23 20:22
變頻電機和普通電機的主要差別在于普通電機的冷卻風扇安裝在電機軸，其轉速與電機轉速相同，而變頻電機的冷 ...

原來變頻電機和普通電機的區別只是在冷卻風扇的安裝上，謝謝了

peigong001

學習了，原來變頻電機與普通電機區別在此

xlf63

普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的，不可能完全適應變頻調速的要求。
1、電動機的效率和溫升的問題
　　 不論那種形式的變頻器，在運行中均產生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行。據資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1（u為調制比）。  
　　 高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉子銅（鋁）耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應的同步轉速旋轉的，因此，高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條后，便會產生很大的轉子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應所產生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%--20%。
　　2、電動機絕緣強度問題

　　目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫，這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外，由PWM變頻器產生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構成威脅，對地絕緣在高壓的反復沖擊下會加速老化。
　3、諧波電磁噪聲與震動
　　 普通異步電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加復雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產生共振現象，從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬，轉速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構件的固有震動頻率。
　　4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力
　　 由于采用變頻器供電后，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現頻繁啟動和制動創造了條件，因而電動機的機械系統和電磁系統處于循環交變力的作用下，給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。
　5、低轉速時的冷卻問題
　 首先，異步電動機的阻抗不盡理想，當電源頻率較底時，電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，普通異步電動機再轉速降低時，冷卻風量與轉速的三次方成比例減小，致使電動機的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實現恒轉矩輸出。

happqiwei

害怕伏櫪 發表于 2011-9-23 20:22
變頻電機和普通電機的主要差別在于普通電機的冷卻風扇安裝在電機軸，其轉速與電機轉速相同，而變頻電機的冷 ...

多謝前輩指點，茅塞頓開

害怕伏櫪

xlf63 發表于 2011-9-24 12:35
普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的，不可能完全適應變頻調速的要求。
1、電動機的效率和溫升的問題
　 ...

謝謝xlf63社友的補充。
你只轉帖了帖子的一部分，下面把帖子的其余部分帖完。
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二、變頻電動機的特點
1、電磁設計
　　對普通異步電動機來說，再設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由于臨界轉差率反比于電源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下：
　　1） 盡可能的減小定子和轉子電阻。
　　減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增
　　2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調速范圍內阻抗匹配的合理性。
　　3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。
　　2、結構設計
　　再結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：
　　1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。
　　2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。
    3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。
　　4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱，也會產生軸電流，當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。
　　5）對恒功率變頻電動機，當轉速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。

害怕伏櫪

這是一個在網上被廣泛轉帖的一個帖子，用“變頻電機與普通電機差別”為關鍵詞搜索，可以得到許多版本。
時間較早的的一個2008年版本鏈接如下：http://www.cheaa.com/Tech/QianYan/2008/10/238503150809.html
不過文章注明了“來源：百度知道”。
引用這個版本，是因為在上面已經轉貼的內容外，這個版本另外還加上一點內容。這里再轉貼如下：
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變頻電機可在0。1HZ--130HZ范圍長期運行，普通電機可在：
   2極的為20--65hz范圍長期運行.
    4極的為25--75hz范圍長期運行.
    6極的為30--85hz范圍長期運行.
    8極的為35--100hz范圍長期運行.

總結問題：
    其實兩種用法都是一樣，目的都是一樣的是變頻調速控制．企業做的是利潤最大化，這要根據客戶所需！在一些條件允許的情況下，我是指客戶與企業達到共識，變頻器和變頻電機組合控制調速比較好，控制使用效果和性能表現出色．但其代價比變頻器和普通電機控制高，簡單說變頻電機是普通電機的兩倍價格，這是一方面原因，如果客戶所用的要求不高，轉速要求比較高的情況下，可以直接使用普通電機加變頻器就可以．這就需要了解貴司不用的產品所要求的．這也是原因之一，總的來說，貴司的電氣控制設計人員對變頻器是很了解的．所以才會根據不同需要來設計圖紙，也就出現你所看到的結果！有一點是要說明的，變頻器加普通電機，在這里，有了變頻器就可以與普通電機組合成變頻調速，但低速時對普通電機后面風機的散熱不好．同時也另一些問題出現．

害怕伏櫪

互聯網時代，網絡就是最好的老師。
社友要想提高自己，必須學會運用互聯網。

FLEI200410

害怕伏櫪 發表于 2011-9-23 20:22
變頻電機和普通電機的主要差別在于普通電機的冷卻風扇安裝在電機軸，其轉速與電機轉速相同，而變頻電機的冷 ...

大俠解釋得很清楚，感謝。
我們公司基本采用普通電機加變頻器的模式，最低頻率一般沒低于20Hz

見習生小王

補充一句：用變頻器拖動的電機，一般是設定為，在額定頻率以下是恒轉矩調速，即隨著轉速下降，輸出功率也隨之下降。在額定頻率以上是恒功率調速，即隨著轉速上升，輸出轉矩也隨之下降。具體表現為：變頻器設定的壓頻特性，是以額定頻率為分界的一條折線。就是，在額定頻率以下是向上的斜線段，而在額定頻率以上則是水平線段。

見習生小王

還有一個很奇怪的事實，變頻電機竟是我天朝發明的電機品種，以此對應原來所謂的普通電機，即恒頻電機。
國外的三相異步電動機，包括日本，歐盟，美國等生產的，都沒有設專門的變頻系列。所有的同類電機，只要在其規定的頻率范圍之內，均可用變頻器來驅動。