变频电机与普通电机的区别.docx

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变频电机与普通电机的区别

变频电机与一般电机的差别:

一、一般异步电动机都是按恒频恒压设计的，不行能完整适应变频调速的要求。

以下为变频器对电机的影响，即变频电机与一般电机的差别：

1、电动机的效率和温升的问题

无论那种形式的变频器，在运行中均产生不一样程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。

据资料介绍，以当前广泛使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频次大一倍左右的高次谐波重量为：

2u+1（u为调制比）。

高次谐波会惹起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附带消耗的增添，最为明显的是转子铜（铝）耗。

因为异步电动机是以靠近于基波频次所对应的同步转速旋转的，所以，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消耗。

除此以外，还需考虑因集肤效应所产生的附带铜耗。

这些消耗都会使电动机额外发

热，效率降低，输出功率减小，如将一般三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增添10%--20%。

2、电动机绝缘强度问题

当前中小型变频器，许多是采纳PWM的控制方式。

他的载波频次约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要蒙受很高的电压上涨

率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘蒙受较为严酷的考验。

此外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘组成威迫，对地绝缘在高压的频频冲击下会加快老化。

3、谐波电磁噪声与震动!

一般异步电动机采纳变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等要素所惹起的震动和噪声变的更为复杂。

变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波互相干预，形成各样电磁激振力。

当电磁力波的频次和电动机机体的固有振动频次一致或靠近时，将产生共振现象，进而加大噪声。

因为电动机工作频次范围宽，转速变化范围大，各样电磁力波的频次很难避开电动机的各构件的固有震动频次。

.

4、电动机对屡次启动、制动的适应能力

因为采纳变频器供电后，电动机能够在很低的频次和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各样制动方式进行迅速制动，为实现屡次启动和制动创建了条件，因此电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械构造和绝缘构造带来疲惫和加快老化问题。

5、低转速时的冷却问题

第一，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频次较底时，电源中高次谐波所惹起的消耗较大。

其次，一般异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比率减小，以致电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增添，难以实现恒转矩输出。

二、变频电动机的特色

1、电磁设计

对一般异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。

而变频电动机，因为临界转差率反比于电源频次，能够在临界转差率靠近1时直接启动，所以，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的重点问题是如何改良电动机对非正弦波电源的适应能力。

方式一般以下：

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，以填补高次谐波惹起的铜耗增

2）为克制电流中的高次谐波，需适合增添电动机的电感。

但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。

所以，电动机漏抗的大小要兼备到整个调速范围内阻抗般配的合理性。

3）变频电动机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，为了提升输出转矩而适合提升变频器的输出电压。

2、构造设计

再构造设计时，主要也是考虑非正弦电源特征对变频电机的绝缘

构造、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

1）绝缘等级，一般为F级或更高，增强对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）对电机的振动、噪声问题，要充足考虑电动机构件及整体的刚性，全力提升其固有频次，以避开与各次力波产生共振现象。

3）冷却方式：

一般采纳逼迫通风冷却，即主电机散热电扇采纳独立的电机驱动。

4）防备轴电流举措，对容量超出160KW电动机应采纳轴承绝缘举措。

主假如易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其余高频重量所产生的电流联合一同作用时，轴电流将大为增添，进而以致轴承破坏，所以一般要采纳绝缘举措。

5）对恒功率变频电动机，当转速超出3000/min时，应采纳耐高温的特别润滑脂，以赔偿轴承的温度高升。

另:

一般电机加装变频器是能够用的,不过要注意散热,特别是低频态下，一般电机没有专用风机，是靠电机快递转动带着尾部的风叶的产

生风量，当低频时，转时变慢，风叶就产生不了风量以致电机发热。

此外一般电机的频次不可以设置太高，国内一般电机的频次是50HZ，所以，正常短时间在100HZ之内，都能够使用的。

其余回答

1、什么是变频器？

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一

频次的电能控制装置。

2、PWM和PAM的不一样点是什么？

PWM是英文PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）缩写，按必定

规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调理输出量和波形的一种调值方式。

PAM是英文PulseAmplitudeModulation（脉冲幅度调制）缩写，

是按必定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调理输出量值和波形的一种

调制方式。

3、电压型与电流型有什么不一样？

变频器的主电路大概上可分为两类：

电压型是将电压源的直流变换为沟通的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为沟通的变频器，其直流回路滤波石电感。

4、为何变频器的电压与电流成比率的改变？

电机的转矩是磁通与转子内流过电流之间互相作用而产生的，在

额定频次下，假如电压必定而只降低频次，那么磁通就过大，磁回路

饱和，严重时将烧毁电机。

所以，频次与电压要成比率地改变，即改

变频次的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持必定，防止

弱磁和磁饱和现象的产生。

这类控制方式多用于风机、泵类节能型变

频器。

5、电动机使用工频电源驱动时，电压降落则电流增添；关于变频器驱动，假如频次降落时电压也降落，那么电流能否增添？

频次降落（低速）时,假如输出相同的功率,则电流增添,但在转矩必定的条件下,电流几乎不变。

6、采纳变频器运行时，电机的起动电流、起动转矩如何？

采纳变频器运行，跟着电机的加快相应提升频次和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（依据机种不一样，为125%~200%）。

用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，所以，将产活力械电气上的冲击。

采纳变频器传动能够光滑地起动（起动时间变长）。

起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；关于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，能够带全负载起动。

7、V/f模式是什么意思？

频次降落时电压V也成比率降落，这个问题已在回答4说明。

V与

f的比率关系是考虑了电机特征而早先决定的，往常在控制器的储存装置（ROM）中存有几种特征，能够用开关或标度盘进行选择

8、按比率地改V和f时，电机的转矩如何变化？

频次降落时完整成比率地降低电压，那么因为沟通阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的偏向。

所以，在低频时给定V/f,要使输出电压提升一些,以便获取必定地起动转矩,这类赔偿称增强起动。

能够采纳各样方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法

9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：

1，那么在6Hz以下

就没有输出功率吗？

在6Hz以下仍可输出功率，但依据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频次取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会惹起严重的发热问题。

变频器实质输出频次（起动频次）依据机种为

0.5~3Hz.

10、关于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩必定，能否可

以？

往常状况下时不可以够的。

在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大概为恒功率特征，在高速下要求相同转矩时，一定注意电机与变频器容量的选择。

11、所谓开环是什么意思？

给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实质转速反应给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运行的就叫作“开环”。

通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反应.

12、实质转速关于给定速度有误差时如何办？

开环时，变频器即使输出给定频次，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）改动。

关于要求调速精度比较高，即使负载改动也要求在近于给定速度下运行的场合，可采纳拥有PG反应功能的变频器（采纳件）。

13、假如用带有PG的电机，进行反应后速度精度能提升吗？

拥有PG反应功能的变频器，精度有提升。

但速度精度的植取决于

PG自己的精度和变频器输出频次的分辨率。

14、失速防备功能是什么意思？

假如给定的加快时间太短，变频器的输出频次变化远远超出转速

（电角频次）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运行停止，这

就叫作失速。

为了防备失速使电机持续运行，就要检出电流的大小进行频次控制。

当加快电流过大时适合放慢加快速率。

减速时也是这样。

二者联合起来就是失速功能。

15、有加快时间与减速时间能够分别给定的机种，和加减速时间共

同给定的机种，这有什么意义？

加减速能够分别给定的机种，关于短时间加快、迟缓减速场合，或许关于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适合的，但关于风机传动等场合，加减速时间都较长，加快时间和减速时间能够共同给定。

16、什么是重生制动？

电动机在运行中假如降低指令频次，则电动机变成异步发电机状态

运行，作为制动器而工作，这就叫作重生（电气）制动。

17、能否能获取更大的制动力？

从电机重生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，因为电容器

的容量和耐压的关系，通用变频器的重生制动力约为额定转矩的

10%~20%。

如采纳采纳件制动单元，能够达到50%~100%。

18、请说明变频器的保护功能?

保护功能可分为以下两类：

（1）检知异样状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防备，重生过电压失速防备。

（2）检知异样后封闭电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动泊车。

如过电流切断、重生过电压切断、半导体冷却电扇过热和刹时停电保护等。

19、为何用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？

用离合器连结负载时，在连结的瞬时，电机从空载状态向转差率大的地区急巨变化，流过的大电流以致变频器过电流跳闸，不可以运行。

20、在同一工厂内大型电机一同动，运行中变频器就停止，这是为何？

电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连结在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因此有时保护功能（IPE）动作，造成停止运行。

21、什么是变频分辨率？

有什么意义？

关于数字控制的变频器，即使频次指令为模拟信号，输出频次也是有级给定。

这个级差的最小单位就称为变频分辨率。

变频分辨率往常取值为0.015~0.5Hz.比如，分辨率为0.5Hz，那么

23Hz的上边可变成23.5、24.0Hz，所以电机的动作也是有级的跟从。

这样关于像连续卷取控制的用途就造成问题。

在这类状况下，假如分

辨率为0.015Hz左右，关于4级电机1个级差为1r/min以下，也可

充足适应。

此外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。

22、装设变频器时安装方向能否有限制。

变频器内部和反面的构造考虑了冷却成效的，上下的关系对通风也是重要的，所以，关于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。

23、不采纳软起动，将电机直接投入到某固定频次的变频器时能否能够？

在很低的频次下是能够的，但假如给定频次高则同工频电源直接起动的条件邻近。

将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），因为变频器切断过电流，电机不可以起动。

24、电机超出60Hz运行时应注意什么问题？

超出60Hz运行时应

注意以下事项

（1）机械和装置在该速下运行要充足可能（机械强度、噪声、振动等）。

（2）电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够保持工作（风

机、泵等轴输出功率于速度的立方成比率增添，所以转速少量高升时

也要注意）。

（3）产生轴承的寿命问题，要充足加以考虑。

（4）关于中容量以上的电机特别是2极电机，在60Hz以上运行

时要与厂家认真商议。

25、变频器能够传动齿轮电机吗？

依据减速机的构造和润滑方式不一样，需要注意若干问题。

在齿轮的构造上往常可考虑70~80Hz为最大极限，采纳油润滑时，在低速下连续运行关系到齿轮的破坏等。

26、变频器能用来驱动单相电机吗？

能够使用单相电源吗？

机基本上不可以用。

关于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁

协助绕组；关于电容起动或电容运行方式的，将引发电容器爆炸。

变频器的电源往常为3相，但关于小容量的，也实用单相电源运行的机种。

27、变频器自己耗费的功率有多少？

它与变频器的机种、运行状态、使用频次等相关，但要回答很困难。

可是在60Hz以下的变频器效率大概为94%~96%，据此可计算消耗，但内藏重生制动式（FR-K）变频器，假如把制动时的消耗也考虑进去，功率耗费将变大，关于操作盘设计等一定注意。

28、为何不可以在6~60Hz全地区连续运行使用？

一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却成效降落，因此不可以蒙受与高速运行相同的发热，一定降低在低速下的负载转矩，或采纳容量大的变频器与电机组合，或采纳专用电机。

29、使用带制动器的电机时应注意什么？

制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。

假如变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。

所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。

30、想用变频器传动带有改良功率因数用电容器的电机，电机却不动，清说明原由

变频器的电流流入改良功率因数用的电容器，因为其充电电流造成变频器过电流（OCT）,所以不可以起动，作为对策，请将电容器拆掉后运行，甚至改良功率因数，在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。

31、变频器的寿命有多久？

变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却电扇那样的耗费器件，假如对它们进行按期的保护，可望有10年以上的寿命。

32、变频器内藏有冷却电扇，风的方向如何？

电扇假如坏了会怎

样？

关于小容量也有无冷却电扇的机种。

有电扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要搁置阻碍吸、排气的机械器械。

还有，变频器上方不要搁置怕热的部件等。

电扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却电扇上的过热检测进行保护

33、滤波电容器为耗费品，那么如何判断它的寿命？

作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量跟着时间的推移而慢慢减少，按期地丈量静电容量，以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。

34、装设变频器时安装方向能否有限制。

应基本珍藏在盘内，问题是采纳全关闭构造的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比较高。

其举措有：

（1）盘的设计要针对实质装置所需要的散热；

（2）利用铝散热片、翼片冷却剂等增添冷却面积；

（3）采纳热导管。

别的，已开发出变频器反面能够外露的型式。

35、想提升原有输送带的速度，以80Hz运行，变频器的容量该如何选择？

设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特征。

像输送带这样的恒转矩特征负载增速时，容量需要增大为80/50≈1.6倍。

电机容量也像变频器相同增大

变频调速节能装置的节能原理

1、变频节能

由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转

速N的立方成正比，假如水泵的效率必定，当要求调理流量降落时，

转速N可成比率的降落，而此时轴输出功率P建立方关系降落。

即水泵电机的耗电功率与转速近似建立方比的关系。

比如：

一台水泵电机功率为55KW，当转速降落到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，

省电48.8％，当转速降落到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％.

2、功率因数赔偿节能

无功功率不只增添线损和设施的发热，更主要的是功率因数的降低

以致电网有功功率的降低，大批的无功电能耗费在线路中间，设施使

用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，此中S

－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知

COSФ越大，有功功率P越大，一般水泵电机的功率因数在

之间，使用变频调速装置后，因为变频器内部滤波电容的作用，

COSФ≈1，进而减少了无功消耗，增添了电网的有功功率。

3、软启动节能

因为电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4-7）倍额定电流，这样会对机电设施和供电电网造成严重的冲击，并且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的伤害极大，

对设施、管路的使用寿命极为不利。

而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超出额定电

流，减少了对电网的冲击和对供电容量的要求，延伸了设施和阀门的使用寿命。

节俭了设施的保护花费。

变频器能够省电这是不行磨灭的事实，在某些状况下能够节电40%以上，可是某些状况还会比不接变频器浪费！

变频器是经过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载因为转速没有多大变化，即即是降低电压，也不会好多，所以节能很轻微，可是用在风机环境就不一样了，当需要较小的风量时辰，电时机降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧

降落，节能成效显然。

假如我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费好多电能反而更废电。

自然，假如环境要求一定调速，变频器节能成效仍是比较显然的。

不调速的场合变频器不会省电，只好改良功率因数。

1、假如两个如出一辙的电机都工作在50HZ的工频状态下，一个使

用变频器，一个没有，同时转速和扭矩都在电机的额定状态下，那么变频器还可以省电吗？

能省多少呢？

答：

关于这类状况，变频器只好改良功率因数，其实不可以节俭电力。

2、假如这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作（频次，转速仍是相同50HZ），有变频器的那个能省多少电？

答：

假如使用了自动节能运行，这个时辰变频器能降压运行，能够节俭部分电能，可是节电不显然。

3、相同的条件，空载状态下能省多少，这三种状态下哪个省的更多？

答：

拖动型负载空载状态也节俭不了多大的电能。