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
变频电机与普通电机的区别
变频电机是可以根据工作需要，通过改变电机的的频率来达到所要的转速要求，
当然还增加了强冷风扇，用来保证电机在低转速下的冷却。
变频电机的特点
1、电磁设计
对普通异步电动机来说，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，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电动机对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。
因此，电动机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）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，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。
2、结构设计
再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、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，加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，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，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，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。
4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。
主要是易产生磁路不对称，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）对恒功率变频电动机，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。
3、另外还有
1、从工频的角度看，变频电机是劣质电机，普通电机才是好电机；
2、由于变频器输出的PWM调宽波模拟正弦交流电，含有大量谐波，一般需要经过电抗器滤波后才能进入普通电机，否则普通电机会发热；
3、为了适应变频器输出的PWM调宽波模拟正弦交流电含有大量谐波，专门制作的变频电机，其作用实际上可理解为电抗器加普通电机；
4那就是说，同功率的变频电机比普通电机铁心截面要大，线圈匝数要多，线径要大，绝缘要高，专门的冷却风扇电机；
5、为了适应弱磁调速的需要，考虑了轴承的承受能力及高速转子动平衡；
6、这种变频电机不具备更好的转矩特性，只是克服了普通电机不适应PWM调宽波模拟正弦交流电的需要；
7、如果变频电机不具备上述特点和要求，那就是假的变频电机。
变频电机与普通电机的区别有哪些？
变频电机可在其调速范围内可任意调速，而电机不会损坏，一般国产的普通电机大部分只能在AC380V/50HZ的条件下运行，普通电机能降频或升频使用，但范围不能太大，否则电机会发热甚至烧坏。
普通风机内散热风扇跟风机机芯用同一条线，而变频风机中这两个是分开的。
所以普通风机变频过低时，可能会因过热而烧掉。
变频电机由于要承受高频磁场，所以绝缘等级要比普通电机高，原则上普通电机是不能用变频器来驱动的，但在实际中为了节约资金，在很多需要调速的场合都用普通电机代替变频电机，但普通电机的调速精度不高，在风机、水泵的节能改造中经常这样做。
在用普通电机代替变频电机时变频器的载波频率尽量低一点，以减少高频对电机的绝缘损坏。
变频调速电机
变频调速电机简称变频电机，是变频器驱动的电动机的统称。
1简介
▪主要参数
▪技术特点
2特殊设计
▪电磁设计
▪结构设计
3原理
4特点
5优点
6区别
7试验
8应用
1简介
变频调速电机简称变频电机，是变频器驱动的电动机的统称。
实际上为变频器设计的电机为变频专用电机，电机可以在变频器的驱动下实现不同的转速与扭矩，以适应负载的需求变化。
变频电动机由传统的鼠笼式电动机发展而来，把传统的电机风机改为独立出来的风机，并且提高了电机绕组的绝缘性能。
在要求不高的场合如小功率和频率在额定工作频率工作情况下，可以用普通鼠笼电动机代替。
主要参数
品牌：
ABB
产品类型：
三相异步电动机
型号：
QABP4KW-4P
极数：
4极
额定功率：
4KW
额定电压：
380/415/440（V）
额定转速：
1450（rpm）
产品认证：
CE
应用范围：
机械设备行业均可
技术特点
效率高
达到欧洲CEMEP-EU效率等级电机标准二级值，符合中华人民共和国国家标准GB18613-2002中小型三相异步电动机能效限定值。
双频宽电压
电压范围220V~690V，适用50Hz和60Hz电源。
噪声低
通过优化电磁设计、通风状况、结构尺寸等技术，M2JA系列电动机的噪声较低。
轴承负载能力高
电动机选用深沟球轴承，寿命长，80-132中心高电动机为永久型润滑，160-355设有加油装置。
可靠性好
电动机为全封闭风冷结构，防护等级IP55，材料及工艺符合环境要求。
电动机机械强度高，坚固耐用，防锈防腐性强。
绕组可靠性好，采用F级绝缘结构，B级考核。
并可根据用户需要增加PTC热敏电阻或热敏开关。
本系列电机功率从0.25KW-315KW，机座中心高从71mm-355mm。
可广泛应用于轻工，纺织，化工，冶金，机床等需要调速转动装置的行业中，是一种理想的调速动力源。
2特殊设计
电磁设计
对于变频电动机，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电动机对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。
因此，电动机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）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，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。
结构设计
在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、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，加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，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，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，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。
4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。
主要是易产生磁路不对称，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）对恒功率变频电动机，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。
3原理
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率的电能控制装置。
21世纪初期，使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
4特点
B级温升设计，F级绝缘制造。
采用高分子绝缘材料及真空压力浸漆制造工艺以及采用特殊的绝缘结构，使电气绕组采用绝缘耐压及机械强度有很大提高，足以胜任马达之高速运转及抵抗变频器高频电流冲击以及电压对绝缘之破坏。
平衡质量高，震动等级为R级（降振级）机械零部件加工精度高，并采用专用高精度进口轴承，可以高速运转。
强制通风散热系统，全部采用进口轴流风机超静音、高寿命，强劲风力。
保障马达在任何转速下，得到有效散热，可实现高速或低速长期运行。
经AMCAD软件设计的YP系列电机，与传统变频电机相比较，具备更宽广的调速范围和更高的设计质量，经特殊的磁场设计，进一步抑制高次谐波磁场，以满足宽频、节能和低噪音的设计指标。
具有宽范围恒转矩与功率调速特性，调速平稳，无转矩脉动。
与各类变频器均具有良好的参数匹配，配合矢量控制，可实现零转速全转矩、低频大力矩与高精度转速控制、位置控制及快速动态响应控制。
YP系列变频专用电机可配制刹车器，编码器供货，这样即可获得精准停车，和通过转速闭环控制实现高精度速度控制。
采用“微电机+变频专用电机+编码器+变频器”实现超低速无级调速的精准控制。
YP系列变频专用电机通用性好，其安装尺寸符合IEC标准，与一般标准型电机具备可互换性。
5优点
1、具备有启动功能
2、采用电磁设计，减少了定子和转子的阻值
3、适应不同工况条件下的频繁变速
4、在一定程度上节能
6区别
普通电机是根据市电的频率和相应的功率设计的，只有在额定的情况下才能稳定运行。
变频电机就不同了，变频电机要克服低频时的过热与振动，所以变频电机在设计上要比普通电机性能要好一点。
7试验
变频电机试验一般需要采用变频器供电，由于变频器输出频率具有较宽的变化范围，且输出的PWM波含有丰富的谐波，传统的互感器及功率计已经不能满足试验的测量需要，而一般的霍尔电压、电流传感器不对直接影响功率准确度测量的角差指标进行控制和标称，应该采用有明确比差和角差指标的变频功率分析仪及变频功率传感器等作为主电量测量仪器。
变频电机试验台及测量仪器仪表（10张）
8应用
21世纪，变频调速已经成为主流的调速方案，可广泛应用于各行各业无级变速传动。
特别是随着变频器在工业控制领域内日益广泛的应用，变频电机的使用也日益广泛起来，可以这样说由于变频电机在变频控制方面较普通电机的优越性，凡是用到变频器的地方我们都不难看到变频电机的身影。
普通三相异步电动机与变频电动机的区别
普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗？
普通的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何区别？
普通异步电机与变频电机的区别——普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完
全适应变频调速的要求。
以下为变频器对电机的影响：
1、电动机的效率和温升的问题
不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同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，以目前普遍使用的正弦波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）。
高次谐波会引起电动机定子铜耗、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。
因为异步电动机是以接近于基波频率所对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。
这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。
2、电动机绝缘强度问题
目前中小型变频器，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，
这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，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承受较为严酷的考验。
另外，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构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。
3、谐波电磁噪声与震动
普通异步电动机采用变频器供电时，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电动机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电动机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。
由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。
4、电动机对频繁启动、制动的适应能力
由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，
并可利用变频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，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
5、低转速时的冷却问题
首先，异步电动机的阻抗不尽理想，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，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。
6、电磁设计
对普通异步电动机来说，在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，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电动机对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
引起的铜耗增加。
2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。
但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。
因此，电动机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）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，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。
7、结构设计
在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、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，加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，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，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，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。
4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。
主要是易产生磁路不对称，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）对恒功率变频电动机，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。
8、变频电机可在0.1HZ~130HZ范围内长期运行。
9、普通电机能长期运行的变频范围：
2极电机能在20~65hz频率范围内长期运行，工频状态下其同步转速为3000r/min；
4极电机能在25~75hz频率范围内长期运行，工频状态下其同步转速为1500r/min；
6极电机能在30~85hz频率范围内长期运行，工频状态下其同步转速为1000r/min；
8极电机能在35~100hz频率范围内长期运行，工频状态下其同步转速为750r/min。
1）计算方法：
当电机转差率S＝0时，其转速n的计算n＝
（1－S）＝
P—电机极对数（4极电机P＝2）；S—电机转差率（理想状态为0）；f—工频电源频率（50Hz）
2极电机理想状态下的转速（同步转速）：
n＝
（1－S）＝
＝3000r/min
4极电机理想状态下的转速（同步转速）：
n＝
（1－S）＝
＝1500r/min
6极电机理想状态下的转速（同步转速）：
n＝
（1－S）＝
＝1000r/min
8极电机理想状态下的转速（同步转速）：
n＝
（1－S）＝
＝750r/min
鉴于上述情况，当电机处于频率、转速很低、功率较大的工况时，不能将普通三相异步电动机用变频器驱动。
而普通三相异步电动机仅在上述变频范围内，才能用变频器驱动。
2）普通的三相异步电动机与变频调速的三相异步电动机区别1：
在设计上会有些区别，变频电机因为考虑到谐波和波形畸变的影响，在绝缘和散热等问题上有更严格的要求。
但是普通三相异步电动机在上述变频范围内，也可以用变频器驱动，注意散热就可以了，这已很常用了，不要在低频10Hz以下工作。
3）普通的三相异步电动机与变频调速的三相异步电动机区别2：
在结构及选材上都有些区别，主要是为了考虑散热及高/低频转矩等问题，一般变频电机的风机都是独立供电的，不与转子使用同一根轴。
变频电机的频率范围更宽，有的可以达到180HZ以上。
普通电机只能在50HZ内调速，另外，普通电机散热不如变频电机好。
变频电机可在低频1.5HZ左右工作，普通电机在低频10Hz以上工作。
4）高转差率电动机
三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率S一般在0.01（1﹪）~0.06（6﹪）范围内。
高转差率电机在设计上提高电机的转差率（例YH系列在Y系列基础上把转差率提高到7﹪~13﹪）的方法是通过改变转子槽形和导磁条材料，增加转子电阻。
高转差率电动机是指通过改变转子槽形和导磁条材料提高电机转差率，增加转子电阻，从而使之具有堵转转矩较大，堵转电流较小，转差率较高和机械特性软等特点。
这样，它在拖动冲击性负载时，电机的转速下降较多，因而能使被拖动设备的飞轮放出所储存的功能。
使用于传动飞轮转矩大和不均匀冲击负载，以及正、反转次数较多的工作场合，如锤击机、剪刀机、冲压机、锻冶机以及油田的抽油机等机械设备。
5）高转差率电动机优点：
<1>. 电机的起动力矩大而起动电流小，可一次平稳起动油田的抽油机；
<2>. 对供电容量的需求大为减少；
<3>. 具有明显的节电效果；
<4>. 能够减少减速箱中的最大净扭矩值和扭矩变化范围；
<5>. 超高转差率电动机可以很方便地接成四种转矩形式输出（即高转矩、中转矩、中低转矩、低转矩）。
YH系列高转差率三相异步电动机技术参数
（ 南通远东微特电机有限公司2014年10月11日更新网址：
）
型号
（model）
功率
（meritrate）
kW
电流
（current）
A
转速
（rotationalspeed）
r/min
效率
（efficiency）
%
功率因数
（meritrate
factor）
cosφ
堵转转矩
（blockupturntorque）
堵转电流
（blockupturnscurrent）
最大转矩
（fullytorque）
额定转矩
（specifiedtorque）
额定电流
（specifiedcurreng）
额定转矩
（specifiedtorque）
YH801-2
0.75
1.87
2670
71.0
0.86
2.7
5.5
2.7
YH802-2
1.1
2.63
73.0
0.87
YH801-4
0.55
1.65
1305
66.5
0.76
YH802-4
0.75
2.18
68.0
0.77
YH90S-2
1.5
.3.67
2670
73.0
0.85
YH90L-2
2.2
5.15
75.5
0.86
YH90S-4
1.1
2.98
1305
70.0
0.80
YH90L-4
1.5
3.96
72.0
0.80
YH90S-6
0.75
2.48
870
66.5
0.69
5.0
YH90L-6
1.1
3.64
67
0.72
YH100L-2
3
6.89
2700
76.0
0.87
5.5
YH100L1-4
2.2
5.52
1305
73.0
0.83
YH100L2-4
3.0
7.42
74
0.83
YH100L-6
1.5
4.28
880
70
0.76
5.0
YH112M-2
4
8.81
2730
77.5
0.89
5.5
YH112M-4
4.0
9.51
1335
77
0.83
YH112M-6
2.2
6.02
880
73
0.76
5.0
YH132S1-2
5.5
11.9
2730
78.0
0.90
5.5
YH132S2-2
7.5
16.0
78.5
0.91
YH132S-4
5.5
12.5
1350
77.5
0.86
YH132M-4
7.5
17.0
78
0.87
YH132S-6
3.0
7.69
900
76
0.78
5.0
YH132M1-6
4.0
10
77
0.79
YH132M2-6
5.5
13.6
78
0.79
YH132S-8
2.2
6.27
660
73
0.73
2.6
4.5
2.6
YH132M-8
3.0
8.21
74
0.75
YH160M1-2
11
22.9
2760
81.0
0.90
2.7
5.5
2.7
YH160M2-2
15
30.5
82.0
0.91
YH160L-2
18.5
37.4
79
0.91
YH160M-4
11
24.3
1365
80
0.86
2.6
2.6
YH160L-4
15
32.3
1380
82.0
0.86
YH160M-6
7.5
17.8
890
79
0.81
2.5
5.0
2.5
YH160L-6
11
25.8
80
0.81
YH160M1-8
4.0
10.5
670
77
0.75
2.4
4.5
2.4
YH160M2-8
5.5
13.9
78
0.77
YH160L-8
7.5
18.5
79
0.78
YH180M-4
18.5
38.5
1380
82.0
0.89
2.6
5.5
2.6
YH180L-4
22
45.2
83.0
0.89
YH180L-6
15
33.5
910
82.0
0.83
2.5
5.0
2.5
YH180L-8
11
27.3
675
76.5
0.80
2.4
4.5
2.4
YH200L-4
30
61.0
1380
84.0
0.89
2.6
5.5
2.6
YH200L1-6
18.5
39.8
910
82
0.86
2.5
5.0
2.5
YH200L2-6
22
46.6
82.5
0.87
YH200L-8
15
36.6
675
77.5
0.80
2.4
4.5
2.4
YH225S-4
37
74.4
1380
84.0
0.90
2.6
5.5
2.6
YH225M-4
45
88.9
84.5
0.91
YH225M-6
30
62.7
920
83
0.87
2.5
2.5
YH225S-8
18.5
45
683
80
0.78
2.4
4.5
2.4
YH225M-8
22
51.6
81
0.80
YH250M-4
55
108
1395
86.0
0.90
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