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三相异步电动机的效率和温升的问题

发布时间:2020-07-15 11:24:56点击量:114

       三相异步电动机的效率和温升的问题

  无论使用哪种变频器,在运行过程中都会产生所有水平的谐波电压和谐波电流,从而使三相异步电动机在非正弦电压和电流下运行。其中,高次谐波对普通异步电动机的工作效率和温升有很大影响。高次谐波会导致定子铜耗,转子铜(铝)耗,铁耗以及三相异步电动机的额外损耗增加。最重要的是转子铜(铝)耗。由于三相异步电动机以与基本频率相对应的同步速度旋转,因此高次谐波电压会以较大的滑差来切断转子导条,这将导致较大的转子损耗。此外,还需要考虑由于集肤效应而导致的额外铜耗。这些损耗将导致普通的异步电动机产生更多的热量,降低效率并降低输出功率。如果三相异步电动机在变频器输出非正弦电源的条件下运行,则其温度升高通常会增加10%至20%。

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  三相异步电动机绝缘强度问题

  当前,大多数中小型变频器使用PWM(脉冲宽度调制)控制模式。它的载波频率大约在几千到十几千赫兹之间,这使得三相异步电动机的定子绕组能够承受很高的电压上升速率,这相当于向三相异步电动机施加陡峭的冲击电压,使三相异步电动机的匝间绝缘可经受严格的测试。另外,PWM变频器产生的矩形渐波脉冲电压会叠加在三相异步电动机的工作电压上,这会对三相异步电动机的接地绝缘造成威胁,并且接地绝缘会加速在反复的高压冲击下老化。

  谐波电磁噪声和振动

  当三相异步电动机由变频器供电时,由电磁,机械,通风等因素引起的振动和噪声将变得更加复杂。变频电源中包含的每次谐波都会干扰三相异步电动机电磁部分的固有空间谐波,从而形成各种电磁激励力。当电磁力波的频率与普通异步电动机主体的固有振动频率相同或接近时,会发生共振现象,从而增加噪音。由于三相异步电动机具有宽的工作频率范围和较大的速度变化范围,因此各种电磁力波的频率难以避免三相异步电动机的每个组件的固有振动频率。

  三相异步电动机对频繁起动和制动的适应性

  由于变频器用于供电,因此三相异步电动机可以在非常低的频率和电压下启动而不会产生冲击电流,并且可以通过使用变频器提供的各种制动方法来快速制动,以实现频繁启动。制动创造了条件,因此三相异步电动机的机械系统和电磁系统在周期性交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

  三相异步电动机低速冷却问题

  首先,三相异步电动机的阻抗不尽理想,当电源的频率较低时,电源中高次谐波引起的损耗会很大。其次,当普通异步电动机的速度降低时,冷却风量与速度的三个速度之比减小,这导致三相异步电动机的低速冷却变差,温度上升急剧增加,很难获得恒定的扭矩输出。