变频驱动(VFD)是一种电力控制装置,它应用变频技术和微电子技术,通过改变电动机的频率来控制交流电动机工作电源。
普通电机可以用变频器吗?可以配变频器,但是要考虑电机的散热。因为普通电机的叶片和转子是一根轴,所以最好不要长时间低速运转。因为:
1、变频器输出不是标准正弦波,谐波大,会加剧电机的启动;
2、普通电机的冷却风扇与电机同轴。当电机低速运转时,冷却风扇的转速也降低,冷却效果变差。
变频器在电机中的作用变频器集高压大功率晶体管技术和电子控制技术于一体,应用广泛。变频器的作用是改变交流电机电源的频率和幅值,从而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电机转速的目的。变频器的出现,简化了复杂的速度控制。交流鼠笼感应电机与变频器的结合,取代了大部分只能由DC电机完成的工作,缩小了体积,降低了维修率,使传动技术发展到一个新的阶段。
电机加装变频器的优点1、首先采用笼型感应电机,价格便宜,易于维护。另外,可以直接使用原有的感应电机,在不改变机械和驱动系统的情况下,提高机械功能。
2、能连续广泛工作。使用原装普通电源时,使用其他变速设备(减速机、传动带等。)进行变速。但只能分阶段改变,不能连续改变。
3、逆变器可以代替DC发动机,然后使用感应电机。与DC发动机一样,它不需要电刷、滑环等。并且具有优异的可维护性和耐环境性。
4、变频器可软起动、软关闭,发动机加减速时间可任意调节。
5、降低启动电流。通过变频器的软启动和软停机,可将电机启动时的启动电流降至额定电流的1.5~2倍。一般直接起动时,流过6倍额定电流的起动电流,所以会给电机的频繁运转/停止带来负载。
6、逆变器回弹制动方便电制动。
7、一台逆变器可以并行运行,以控制多台发动机。
8、运行效率高。
9、在通风机和水泵中使用变频器可以节能;用于空调设备,可以创造一个舒适的环境。
10、能在发动机额定电流以上高速运行。
11、使用最佳速度控制来提高质量。在选择变频器配置时,充分把握负载特性。
什么是变频电机?变频电机是指在标准环境条件下,在10%~100%额定转速范围内,带100%额定负载连续运行,温升不会超过电机标定允许值的电机。
变频电机有什么优点1、变频电机更节能。
所有家用电器在电机运行时都会产生不同程度的谐波电压和电流,使得电机在非正弦电压和电流下运行。高次谐波会引起电机定子铜损、转子铜损、铁损和附加损耗的增加,其中最显著的是群铜损。由于普通交流异步电动机以接近基频的同步转速旋转,在切掉转差率较大的转子导条后,高次谐波电压会造成很大的转子损耗。此外,还应考虑集肤效应引起的额外铜消耗。这些损耗将适合电机额外发热,降低效率和输出功率,但如果采用变频电机,其能耗可降低20%-30%左右。
2、变频电机谐波电磁噪音和振动小。
普通异步电动机由于电磁、机械、通风等因素引起的振动和噪声变得更加复杂。变频电源中包含的时间谐波干扰电机电磁部分固有的空间谐波,形成各种电磁激振力。当电磁波的频率与电机本体的固有振动频率相同或接近时,就会发生共振,从而增加噪音。由于电机工作频率范围宽,变速范围大,各种电磁波的频率很难避开电机各部件的固有振动频率。而变频电机可以有效解决这些问题。
3、变频电机可以应对频繁的启动和制动。
变频电机可以解决普通异步电机的效率、温升、绝缘强度、噪声、振动、冷却等问题,以及频繁启动和制动引起的机械结构和绝缘结构的疲劳和加速老化,还可以有效降低电机启动时的瞬时电压。变频电机可以无级变速,即无级调速是从停止到最快速度,或者从最快速度到停止。没有档位,逐渐快或慢。另外,全DC变频电机可以通过变频器将电机转速档位分成很多档来控制电机转速和实际需求,而交流有刷电机最大档位只有3档,风速调节无法达到变频效果。
4、变频电机使用寿命更长。
电机运行时,载波频率约为几千到十几千赫兹,使电机的定子绕组承受很高的电压上升率,相当于电机施加的陡脉冲电压,使电机的匝间绝缘承受严峻的考验。而变频电机可以在整流滤波的电压下工作,性能更稳定,寿命更长。
5、变频电机可以无级变速。
无级调速是指从停止到最快速度,或者从最快速度到停止,没有档位,逐渐变快或变慢。另外,全DC变频电机可以通过变频器将电机转速档位分成很多档来控制电机转速和实际需求,而交流有刷电机最大档位只有3档,风速调节无法达到变频的效果。
变频电机与普通电机的区别1、电机的效率和温升
无论哪种变频器,在运行中都会产生不同程度的谐波电压和电流,使得电机在非正弦电压和电流下运行。尽管有资料的介绍,但以常用的正弦波PWM逆变器为例,其低次谐波基本为零,剩余的高次谐波分量约为载波频率的两倍,为2u 1(u为调制指数)。
高次谐波会引起定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗和附加损耗的增加,其中最显著的是转子铜(铝)耗。由于异步电机以接近基频的同步转速旋转,高次谐波电压在以较大的转差率切割转子线棒后会造成很大的转子损耗。此外,还应考虑集肤效应引起的额外铜消耗。这些损耗将导致电机产生额外的热量,降低其效率和输出功率。比如一台普通的三相异步电动机,在变频器输出非正弦功率的情况下运行,其温升一般会增加10%-20%。
2、电机绝缘强度
目前很多中小型变频器都采用PWM控制方式。他的载波频率大约是几千到十几千赫兹,使得电机的定子绕组承受了很高的电压上升率,相当于给电机施加了一个很陡的冲击电压,使得电机的匝间绝缘承受了严峻的考验。另外,PWM逆变器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电机的运行电压上,会对电机对地绝缘造成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。
当普通异步电机由变频器供电时,电磁、机械、通风等因素引起的振动和噪声会变得更加复杂。变频电源中包含的时间谐波干扰电机电磁部分固有的空间谐波,形成各种电磁激振力。当电磁波的频率与电机本体的固有振动频率相同或接近时,就会发生共振,从而增加噪音。由于电机工作频率范围宽,变速范围大,各种电磁波的频率很难避开电机各部件的固有振动频率。
4、电机对频繁启动和制动的适应性
使用变频器供电后,电机可以在很低的频率和电压下无冲击电流启动,变频器提供的多种制动方式可用于快速制动,为频繁启动和制动创造了条件。因此电机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、低速时的冷却问题
首先,异步电机的阻抗并不理想。当电源频率较低时,电源中的高次谐波造成的损耗较大。其次,普通异步电机转速降低时,冷却风量与转速的三次方成正比减少,导致电机低速冷却条件恶化,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。
变频电机的二次转矩负载如何选择?当转速降低时,扭矩和发热量也随之降低。选择普通电机进行变频是合适的,但时间不再低于同步转速的40%。其他负载,在60%同步转速或以上运行时,使用普通电机。当以25%-60%同步速度运行时,选用外置强制冷却笼型电机,即变频专用电机。当转速低于25%同步转速时,选择完全强制冷却的电机。即矢量专用电机。
不同的变频控制方式控制的速度是不一样的。U/F控制方式控制的速度范围为150-1470米/分钟。采用无速度传感器矢量控制和直接转矩控制,控制速度范围为60-1500m/min。采用速度传感器矢量控制和直接转矩控制,控制速度范围为5-1500m/min,5m/min运行的稳定性不是很好。
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