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惠州市博羅縣園洲環(huán)保產(chǎn)業(yè)示范基地576號淺談變頻器對普通異步電動機的影響
2018-03-19 15:22
普通異步電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構(gòu)件的固有震動頻率。因此變頻調(diào)速時對電機及其效能產(chǎn)生的影響變頻調(diào)速不論采用什么樣的控制方法其輸出到電機端上的電壓脈沖是非正弦的。所以普通異步電機在非正弦波下的運行特性分析就是變頻調(diào)速時對電機產(chǎn)生的影響。惠州電機告訴大家主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
一、定子銅損在定子繞組中出現(xiàn)的諧波電流使I2R及增加。當(dāng)忽略集膚效應(yīng)時，非正弦電流下的定子銅損與總電流有效值的平方成比例。如定子相數(shù)為m1，每相定子電阻為及R1，則總的定子銅損P1為把包括基波電流在內(nèi)的總定子電流有效值Irms代入上式，可得式中的第二項代表諧波損耗。通過實驗發(fā)現(xiàn)，由于諧波電流的存在和與之相應(yīng)的漏磁通的出現(xiàn)，使漏磁通的磁路飽和程度增加，因而勵磁電流增大，從而使電流的基波成分也加大。
二、轉(zhuǎn)子銅損在諧波的頻率下，一般可以認(rèn)為定子繞組的電阻為常數(shù)，但對于異步電機的轉(zhuǎn)子，其交流電阻卻因集膚效應(yīng)而大大增加。特別是深槽的籠形轉(zhuǎn)子尤為嚴(yán)重。正弦波電源下的同步電機或磁阻電機，由于定子空間諧波磁勢很小。在轉(zhuǎn)子表面繞組中引起的損耗可忽略不計。當(dāng)同步電機在非正弦電源下運行時。時間諧波磁勢感應(yīng)出轉(zhuǎn)子諧波電流，就像接近其基波同步轉(zhuǎn)速運行的異步電機那樣。
反向旋轉(zhuǎn)的5次諧波磁勢和正向旋轉(zhuǎn)的7次諧波磁勢都將感應(yīng)出6倍于基波頻率的轉(zhuǎn)子電流，在基波頻率為50Hz時，轉(zhuǎn)子電流頻率為300Hz.同樣，第11次和第13次諧波感應(yīng)出12倍于基波頻率，即600HZ的轉(zhuǎn)子電流。在這些頻率下，轉(zhuǎn)子的實際交流電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直流電阻。轉(zhuǎn)子電阻實際增大多少取決于導(dǎo)體截面和布置導(dǎo)體的轉(zhuǎn)子槽的幾何形狀。通常的長寬比為4左右的銅導(dǎo)體，在50Hz時交流電阻與直流電阻之比為1.56，在300Hz時比值約為2.6;600Hz時比值約為3.7.頻率更高時，此比值隨頻率的平方根成比例增加。
三、諧波鐵損電機中的鐵心損耗也由于電源電壓中出現(xiàn)諧波而增大;定子電流的各次諧波在氣隙間建立了時間諧波磁動勢。氣隙中任何一點的總磁勢是基波和時間諧波磁勢的合成。對于一個三相6階梯電壓波形，氣隙中的磁密峰值比基波值約大10%，但是由時間諧波磁通引起的鐵損的增加是很小的。對于端部漏磁通和斜槽漏磁通產(chǎn)生的雜散損耗，在諧波頻率作用下將有所增加，這一點在非正弦供電時必須考慮：端部漏磁效應(yīng)在定子和轉(zhuǎn)子繞組中都存在，主要是漏磁通進(jìn)入端板引起的渦流損耗。由于定子磁勢和轉(zhuǎn)子磁勢間相位差的變化，在斜槽結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生斜槽漏磁通，其磁勢在端部最大，在定轉(zhuǎn)子鐵心及齒中產(chǎn)生損耗。
四、電機效率諧波損耗的大小。
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