淺析變頻控制技術(shù)在電機產(chǎn)品上的應用

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變頻電機變頻技術(shù)實際是利用電機控制學原理,通過所謂的變頻器,對電機進行控制。用于此類控制的電機叫做變頻電機。常見的變頻電機包括:三相異步電機、直流無刷電機、交流無刷電機及開關(guān)磁阻電機等。通常變頻電機的控制策略為:基速下恒轉(zhuǎn)矩控制、基速以上恒功率控制、超高速范圍弱磁控制。電動機的調(diào)速與控制,是工農(nóng)業(yè)各類機械及辦公、民生電器設備的基礎技術(shù)之一。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的驚人發(fā)展,采用“專用變頻感應電動機+變頻器”的交流調(diào)速方式,正在以其卓越的性能和經(jīng)濟性,在調(diào)速領(lǐng)域,引導了一場取代傳統(tǒng)調(diào)速方式的更新?lián)Q代的變革。它給各行各業(yè)帶來的好處在于:大大提高了機械自動化程度和生產(chǎn)效率,節(jié)約了能源,提高了產(chǎn)品的合格率和質(zhì)量,相應地提高了供電系統(tǒng)的容量,設備小型化,舒適性提高。目前,它正以非??斓乃俣热〈鷤鹘y(tǒng)的機械調(diào)速和直流調(diào)速方案。

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當電機采用變頻器供電時,電機的供電方式發(fā)生了較大的改變,由原來的恒定頻率、恒定電壓、純正弦波電源供電模式,轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率和電壓均可變的脈寬調(diào)制正弦波電源,由此也導致電機的部分特性發(fā)生改變:首先是機械特性發(fā)生改變。在變頻條件下,因為輸入電機的電源頻率和電壓的變化,導致電機的機械特性會隨著電源參數(shù)的變化而發(fā)生改變,而不是工頻電源條件下相對固定的機械特性。其次是變頻器可以改善電機的起動特性,即軟起動,通過較低的頻率提高起動轉(zhuǎn)矩,限制起動電流,較好地實現(xiàn)了大起動轉(zhuǎn)矩小起動電流的目的。第三,通過電源電壓和頻率的調(diào)節(jié),達到較小的轉(zhuǎn)差率,自然可以提高電機的效率水平。通過變頻器供電,所調(diào)節(jié)的是電機的電磁轉(zhuǎn)矩,而不會改變電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩;通過變頻器調(diào)制的電源波形含有較多的諧波分量,因而會導致電機有相對較大的損耗,最為直接的不良影響是對于電機繞組的沖擊,因而變頻電機所采用的電磁線必須有相對高的耐沖擊性能。

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為了規(guī)避該類問題,對于變頻電機,有的廠家采用厚漆膜電磁線,可以有效緩解電機運行過程中對于繞組絕緣的損害程度,但效果不是很好,最好是選用變頻電機專用電磁線,這樣可以有效提高電機和可靠性,同時,采取必要的軸電流規(guī)避措施,對電機軸承系統(tǒng)實施有效保護。對于中小型變頻調(diào)速電機,采用絕緣軸承的情況較多,也有的廠家采用絕緣端蓋或旁路措施。

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