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变频电机

  随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展 ,交流调速技术得到不断的完善和提高 ,逐步完善的变频电机以其良好的输出波形、优异的性能价格比在交流电机上得到广泛应用。 例如: 钢厂用于轧钢的大型电动机和中、小型辊道电动机、铁路及城市轨道交通用牵引电机、电梯电机、集装箱起吊设备用起重电机、水泵和风机用电机、压缩机、家用电器用电机等都相继使用交流变频调速电机 ,并取得了良好效果。变频电机是指在标准环境条件下,以100%额定负载在10%~100%额定速度范围内连续运行,温升不会超过该电机标定容许值的电机。

  近年来 ,国际上变频调速传动装置以每年 13 %~ 16% 的增长率发展 ,并有逐步取代大部分直流调速传动装置的趋势。 由于以恒频、恒压电源进行工作的普通异步电机应用于变频调速系统时 ,存在着很大的局限性 ,国外发展了根据使用场合和使用要求而设计的专用的变频交流电动机。例如 ,有低噪音、低振动用的电机 ,有提高低速转矩特性的电机 ,有高速电机 ,有带测速发电机的电机以及矢量控制电机等。异步电动机的转速当转差率变化不大时,转速正比于频率,可见改变电源频率就能改变异步电动机的转速。在变频调速时,总希望主磁通保持不变。若主磁通大于正常运行时的磁通,则磁路过饱和而使励磁电流增大,功率因数降低;若主磁通小于正常运行时的磁通,则电机转矩下降。

  变频电机工作原理:

  先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频电机的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

  变频电机选型时要确定以下几点:

  1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。

  2) 变频电机的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法。

  3) 变频电机与负载的匹配问题;

  电压匹配;变频电机的额定电压与负载的额定电压相符。电流匹配;普通的离心泵,变频电机的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定变频电机电流和过载能力。转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

  4) 在使用变频电机驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频电机的选型,其容量要稍大于普通电机的选型。

  5) 变频电机如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频电机出力不足,所以在这样情况下,变频电机容量要放大一档或者在变频电机的输出端安装输出电抗器。

  6) 对于一些特殊的应用场合,如高温,高海拔,此时会引起变频电机的降容,变频电机容量要放大一挡。

  变频电机接线:

  变频电动机的接线方法与普通电机相同,一般为星形接法,不同的是变频电机后面带一个独立的散热风扇,对电机进行强制冷却.

  把三相电源三个绕组的末端、X、Y、Z连接在一起,成为一公共点O,从始端A、B、C引出三条端线,这种接法称为“星形接法”又称“Y形接法”。三相电源是由频率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三个正弦电源以一定方式连接向外供电的系统。三相电源的联接方式有Y形和△形两种。

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