浅析变频控制技术在电机产品上的应用

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变频电机变频技术实际是利用电机控制学原理,通过所谓的变频器,对电机进行控制。用于此类控制的电机叫做变频电机。常见的变频电机包括:三相异步电机、直流无刷电机、交流无刷电机及开关磁阻电机等。通常变频电机的控制策略为:基速下恒转矩控制、基速以上恒功率控制、超高速范围弱磁控制。电动机的调速与控制,是工农业各类机械及办公、民生电器设备的基础技术之一。随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展,采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式,正在以其卓越的性能和经济性,在调速领域,引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革。它给各行各业带来的好处在于:大大提高了机械自动化程度和生产效率,节约了能源,提高了产品的合格率和质量,相应地提高了供电系统的容量,设备小型化,舒适性提高。目前,它正以非常快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案。

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当电机采用变频器供电时,电机的供电方式发生了较大的改变,由原来的恒定频率、恒定电压、纯正弦波电源供电模式,转变为频率和电压均可变的脉宽调制正弦波电源,由此也导致电机的部分特性发生改变:首先是机械特性发生改变。在变频条件下,因为输入电机的电源频率和电压的变化,导致电机的机械特性会随着电源参数的变化而发生改变,而不是工频电源条件下相对固定的机械特性。其次是变频器可以改善电机的起动特性,即软起动,通过较低的频率提高起动转矩,限制起动电流,较好地实现了大起动转矩小起动电流的目的。第三,通过电源电压和频率的调节,达到较小的转差率,自然可以提高电机的效率水平。通过变频器供电,所调节的是电机的电磁转矩,而不会改变电机转子的转矩;通过变频器调制的电源波形含有较多的谐波分量,因而会导致电机有相对较大的损耗,最为直接的不良影响是对于电机绕组的冲击,因而变频电机所采用的电磁线必须有相对高的耐冲击性能。

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为了规避该类问题,对于变频电机,有的厂家采用厚漆膜电磁线,可以有效缓解电机运行过程中对于绕组绝缘的损害程度,但效果不是很好,最好是选用变频电机专用电磁线,这样可以有效提高电机和可靠性,同时,采取必要的轴电流规避措施,对电机轴承系统实施有效保护。对于中小型变频调速电机,采用绝缘轴承的情况较多,也有的厂家采用绝缘端盖或旁路措施。

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