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三相交流电机效率和温升问题

时间:2020-03-16   访问量:60

  西安西玛电机有限公司技术资料:任何形式的变频器在操作过程中都会产生不同水平的谐波电压和谐波电流,使三相异步电动机在非正弦电压、电流下工作。其中谐波是普通异步电动机的运行效率和温度上升的主要因素。谐波可能导致三相异步电动机定子铜消耗、转子铜(铝)消耗、铁消耗和额外损失的增加,其中zui突出了转子铜(铝)消耗。由于三相异步电动机旋转的速度接近基本频率所对应的同步速度,因此以谐波电压较大的偏差切断转子导带会造成巨大的转子损失。此外,还要考虑皮肤效果造成的额外铜消耗。这种损失通常会给异步电动机增加热量,降低效率,降低输出功率。例如,如果三相异步电动机在电源条件下工作,而不是在逆变器输出的正弦上工作,则温度升高通常会增加10%至20%。


  三相异步电动机绝缘强度问题


  目前,中小型变频器大多使用脉宽调制(PWM)控制方法。载波频率约为数千到10千赫,三相异步电动机定子绕组能抵抗高电压上升率。这相当于对三相异步电动机应用陡峭而较大的冲击电压,使三相异步电动机的匝间绝缘性受到相对严峻的试验。此外,PWM变频器生成的矩形斩波冲击电压重叠在三相异步电动机工作电压上,威胁到三相异步电动机的接地绝缘,接地绝缘可以在高压重复冲击下加速老化。


  谐波电磁噪声与振动


  三相异步电动机使用变频器供电时,会使电磁、机械、通风等引起的振动和噪音更加复杂。变频电源中包含的每个时间谐波都与三相异步电动机电磁部分的固有空间谐波相互干扰,形成各种电磁励磁力。电磁力波的频率与普通感应电动机主体的固有振动频率相匹配或接近时,会发生共振现象,从而增加噪声。由于三相异步电动机的频率范围广,旋转速度大,各种电磁力波的频率难以避免三相异步电动机每个组件的固有振动频率。


  三相异步电动机对频繁启动制动的适应性


  三相异步电动机为变频器供电,可以在极低的频率和电压下无冲击电流运行,使用变频器提供的多种制动方法进行快速制动,为频繁的启动和制动提供条件,因此三相异步电动机的机械系统和电磁系统会起到循环交变力的作用,从而在机械结构和绝缘结构中引起疲劳和加速老化问题。


  低速三相异步电动机的冷却问题


  首先,三相异步电动机的阻抗不理想,电源频率低时电源的谐波造成的损失更大。

       第二,普通异步电动机在速度减慢时降低冷却空气量和速度的三次比率,导致三相异步电动机低速冷却状态恶化,温度上升急剧上升,难以实现恒定的转矩输出。


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