東元電機普通電機与变频電機的区别

東元電機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,以下爲變頻器電機的影響。  
1、電動機的效率和温升的问题 
    不论那种形式的變頻器,在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,使電動機在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u+1(u为调制比)。  
高次谐波会引起電動機定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。因为异步電動機是以接近于基波频率所對应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使電動機额外发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步電動機运行于變頻器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%--20%。  
2、電動機绝缘强度问题  
     目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得電動機定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于對電動機施加陡度很大的冲击电压,使電動機的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外,由PWM變頻器产生的矩形斩波冲击电压叠加在電動機运行电压上,会對電動機對地绝缘构成威胁,對地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。  
3、諧波電磁噪聲與震動 
   東元電機 普通異步電動機采用變頻器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与電動機电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和電動機机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于電動機工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开電動機的各构件的固有震动频率。 
4、電動機對频繁启动、制动的适应能力 
    由于采用變頻器供电后,電動機可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用變頻器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而電動機的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 
5、低轉速時的冷卻問題 
    首先,异步電動機的阻抗不尽理想,当电源频率较底时,电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次,普通異步電動機再转速降低时,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使電動機的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。

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变频電動機的特点
1、電磁設計  
      對東元電機普通異步電動機来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因數。而变频電動機,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善電動機對非正弦波电源的适应能力。方式一般如下: 
     1)尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增。  
     2)为抑制电流中的高次谐波,需适当增加電動機的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大,高次谐波铜耗也增大。因此,電動機漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。 
  3)東元变频電動機的主磁路一般设计成不饱和状态,一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时,为了提高输出转矩而适当提高變頻器的输出电压。  
2、結構設計
    在结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性對变频電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響,一般注意以下問題:
 1)绝缘等级,一般为F级或更高,加强對地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。 
 2)對電機的振动、噪声问题,要充分考虑電動機构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。
 3)冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主電機散热风扇采用独立的電機驱动。 
 4)防止轴电流措施,對容量超过160KW電動機应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不對称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,从而导致轴承损坏,所以一般要采取绝缘措施。  
5)對恒功率变频電動機,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂,以补偿轴承的温度升高。

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同步電動機: 
一、 特点 
 1、 功率因數超前,一般额定功率因數为0.9,有利于改善电网的功率因數,增加电网容量。 
 2、 运行稳定性高,当电网电压突然下降到额定值的80%时,其励磁系统一般能自动调节实行强行励磁,保证電動機的运行稳定。 
 3、 过载能力比相应的异步電動機大。 
 4、 运行效率高,尤其是低速异步電動機。 
二、 启动方式 
 1、 异步启动法,,同步電動機多数在转子上装有类似与异步電機笼式绕组的启动绕组。再励磁回路串接约为励磁绕组电阻值10倍的附加电阻来构成闭合电路,把同步電動機的定子直接接入电网,使之按异步電動機启动,当转速达到亚同步转速(95%)时,再切除附加电阻。 
 2、 变频启动,用變頻器启动,不在赘述。 
三、 应用  
      作过油田节电的师傅都知道,油田的抽油机電機,由于要求的启动转矩大,工程师设计时一般将電機设计的很大,这就出现“大马拉小车”现象,如:55KW的抽油机電機,再平衡块基本调好后,其实际有功一般在十几个KW,有时还小。我公司曾做过这样的改造,将抽油机55KW异步電動機改为22KW同步電機,后用變頻器控制,当然也可以根据排液量或别的信号进行自动控制。节电率可达40%。如使用節能永磁变频電機节电率更高。  
    因此,异步電動機,同步電動機,变频電動機三者各有特点,主要看您所控制的工况环境,当然还要根据工程成本,尽量用東元变频電機,因为提高效率,節能减排,快速获利

 

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