VF5003-6 800KW高壓變頻電機
高次諧波對變頻電動機的影響

變器輸出中總含有一些高次諧波,空載比負載時畸變得厲害些。低頻(6.25赫)比相對較高頻(12.5赫)時畸變得厲害些。
 
因此異步電機里會出現(xiàn)許多諧波轉(zhuǎn)矩,它們卜對電機產(chǎn)生種種不良影響。特別是致使低頻旋轉(zhuǎn)不均勻,引起振動和噪音。當(dāng)然,高次諧波電流還會引起損耗的增加。
 
1、低頻下旋轉(zhuǎn)不均勻低頻下,換流過程中轉(zhuǎn)子電流過分衰減將引起轉(zhuǎn)矩的脈動。若傳動系統(tǒng)的機械慣小,這時轉(zhuǎn)矩的脈動會使電動機的旋轉(zhuǎn)呈步進現(xiàn)象。從而限制了電動機使用的{zd1}轉(zhuǎn)速。在采用微機的PWM調(diào)制的調(diào)頻調(diào)壓系統(tǒng)試驗中,發(fā)現(xiàn)f.<10赫時電動機振動加劇,并隨著f:的繼續(xù)降低,步進現(xiàn)象越來遴明顯,因此不進一步采取措施,調(diào)速比不能超過20。為保證低頻下旋轉(zhuǎn)不F穩(wěn),需限制換流頻率不能太低。
 
2、振動和噪音的增加電動機在廣范圍內(nèi)變頻調(diào)速,相應(yīng)地逆變器供給的華波及高次諧波的頻率也在廣范圍內(nèi)變化。諸諧波使電動機的轉(zhuǎn)矩發(fā)生脈動。如果和電抓某一部件發(fā)生共振,將出現(xiàn)強烈地振動和刺耳的噪音。為抑制振動和噪音,在設(shè)計電動機的結(jié)構(gòu)時,應(yīng)避免調(diào)速范圍內(nèi)出現(xiàn)共振點,增強零部件的剛。從消滅振源著眼,如果逆變器不輸出高次諧波,效果很好。例如采用正弦脈寬調(diào)制,較低次諧波可能被大大地削弱,甚至wqxc。
 
州3、損耗增加、定子銅耗:定子電流中含有的高次時間諧波,與正弦波電流相比,電流有效值增加,定子損耗增加。由于小型異步電機高次諧波電流引起的集膚效應(yīng)可以忽略,所以可以不計電阻的增加以及它所引起銅耗的增力口。
 
轉(zhuǎn)子銅耗:轉(zhuǎn)子電流里也包含高次諧波。鑄鋁轉(zhuǎn)子和銅棒轉(zhuǎn)子高次諧波電流的集膚效應(yīng)不能忽略。因為轉(zhuǎn)子電流有效值和電阻均增加,使得轉(zhuǎn)子銅耗大大增加,可能達到墓本銅耗的30%或更高。鐵耗和雜散耗:高次諧波也會使鐵耗和雜散損耗增加一些。
 
電動機的效率:前述種種損耗的增加,造成電動機總效率的降低。0.6kw電機的實測效率特如圖弓所示。與正弦波電源相比,逆變器供電時滿載效率下降約2%,但輕載時效率下降很多。這是因為低頻或空載時逆變器輸出波形畸變更大,所以損耗增加更多,總效率降低更大。對此,設(shè)計專用電動機時,應(yīng)予考慮。
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