ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์อะซิงโครนัสธรรมดาและมอเตอร์ความถี่แปรผัน

1, มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสธรรมดาได้รับการออกแบบให้มีความถี่และแรงดันไฟฟ้าคงที่ และไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการควบคุมความเร็วความถี่ตัวแปรได้อย่างเต็มที่ ต่อไปนี้เป็นผลกระทบของตัวแปลงความถี่ต่อมอเตอร์

1. ประสิทธิภาพและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์ไฟฟ้า
ตัวแปลงความถี่จะสร้างระดับแรงดันและกระแสฮาร์มอนิกที่แตกต่างกันระหว่างการทำงาน โดยไม่คำนึงถึงรูปแบบของตัวแปลงความถี่ ส่งผลให้มอเตอร์ทำงานภายใต้แรงดันและกระแสที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ ปฏิเสธการแนะนำข้อมูล โดยนำตัวแปลงความถี่ PWM คลื่นไซน์ที่ใช้กันทั่วไปมาเป็นตัวอย่าง โดยพื้นฐานแล้วฮาร์โมนิคลำดับต่ำจะเป็นศูนย์ และส่วนประกอบฮาร์มอนิกลำดับสูงที่เหลือซึ่งมีประมาณสองเท่าของความถี่พาหะคือ 2u+1 (u คือ อัตราส่วนการปรับ)
ฮาร์โมนิคที่มีลำดับสูงสามารถทำให้เกิดการสูญเสียทองแดงสเตเตอร์ การสูญเสียทองแดงของโรเตอร์ (อะลูมิเนียม) การสูญเสียเหล็ก และการสูญเสียมอเตอร์ไฟฟ้าเพิ่มเติม โดยการสูญเสียที่สำคัญที่สุดคือการสูญเสียทองแดงของโรเตอร์ (อะลูมิเนียม) เนื่องจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัสใกล้กับความถี่พื้นฐาน แรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกลำดับสูงอาจทำให้โรเตอร์สูญเสียอย่างมีนัยสำคัญเมื่อทำการตัดแท่งโรเตอร์ที่มีสลิปขนาดใหญ่ นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงปริมาณการใช้ทองแดงเพิ่มเติมที่เกิดจากผลกระทบของผิวหนังด้วย การสูญเสียเหล่านี้จะทำให้มอเตอร์สร้างความร้อนเพิ่มขึ้น ลดประสิทธิภาพ และกำลังเอาท์พุต ตัวอย่างเช่น หากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสปกติทำงานบนเอาท์พุตแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช่ไซน์ซอยด์โดยตัวแปลงความถี่ โดยทั่วไปอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้น 10% -20%

2. ปัญหาความแข็งแรงของฉนวนของมอเตอร์ไฟฟ้า
ปัจจุบันตัวแปลงความถี่ขนาดเล็กและขนาดกลางจำนวนมากใช้วิธีการควบคุมแบบ PWM ความถี่พาหะของเขาอยู่ที่ประมาณหลายพันถึงสิบกิโลเฮิรตซ์ ซึ่งต้องใช้ขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์เพื่อทนต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าสูง เทียบเท่ากับการใช้แรงดันอิมพัลส์ที่สูงชันกับมอเตอร์ ทำให้ฉนวนระหว่างการหมุนของมอเตอร์ทนทานต่อ การทดสอบที่รุนแรง นอกจากนี้ แรงดันอิมพัลส์การสับแบบสี่เหลี่ยมที่สร้างโดยตัวแปลงความถี่ PWM ที่ทับบนแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของมอเตอร์ยังก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อฉนวนกราวด์ของมอเตอร์ และฉนวนกราวด์จะเร่งการเสื่อมสภาพภายใต้แรงกระแทกของไฟฟ้าแรงสูงซ้ำ ๆ

3. เสียงแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกและการสั่นสะเทือน
เมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสธรรมดาใช้พลังงานจากตัวแปลงความถี่ จะทำให้การสั่นสะเทือนและเสียงที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องกล การระบายอากาศ และปัจจัยอื่น ๆ มีความซับซ้อนมากขึ้น ฮาร์โมนิคเวลาต่างๆ ที่มีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผันจะรบกวนฮาร์โมนิคเชิงพื้นที่โดยธรรมชาติของส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ ทำให้เกิดแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ เมื่อความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสม่ำเสมอหรือใกล้เคียงกับความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของตัวมอเตอร์ ปรากฏการณ์การสั่นพ้องจะเกิดขึ้น ส่งผลให้สัญญาณรบกวนเพิ่มขึ้น เนื่องจากช่วงความถี่การทำงานที่กว้างและช่วงการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่สูงของมอเตอร์ไฟฟ้า ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ จึงเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยงความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของส่วนประกอบต่างๆ ของมอเตอร์

4. การปรับตัวของมอเตอร์ไฟฟ้าให้สตาร์ทและเบรกบ่อยครั้ง
เนื่องจากการใช้ตัวแปลงความถี่สำหรับแหล่งจ่ายไฟ มอเตอร์จึงสามารถสตาร์ทที่ความถี่และแรงดันไฟฟ้าต่ำมากโดยไม่มีกระแสอิมพัลส์ และวิธีการเบรกแบบต่างๆ ที่ตัวแปลงความถี่สามารถใช้เพื่อการเบรกอย่างรวดเร็ว สร้างสภาวะสำหรับการสตาร์ทและการเบรกบ่อยครั้ง . ดังนั้นระบบเครื่องกลและแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์จึงได้รับแรงสลับแบบวน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาความล้าและอายุที่เร่งขึ้นกับโครงสร้างทางกลและฉนวน

5. ปัญหาการระบายความร้อนที่ความเร็วต่ำ
ประการแรก อิมพีแดนซ์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสไม่เหมาะ และเมื่อความถี่ของแหล่งจ่ายไฟต่ำ การสูญเสียที่เกิดจากฮาร์โมนิกลำดับที่สูงกว่าในแหล่งจ่ายไฟก็จะยิ่งใหญ่กว่า ประการที่สอง เมื่อความเร็วของมอเตอร์อะซิงโครนัสธรรมดาลดลงอีกครั้ง ปริมาณอากาศเย็นจะลดลงตามสัดส่วนกำลังลูกบาศก์ของความเร็ว ส่งผลให้สภาพการระบายความร้อนที่ความเร็วต่ำของมอเตอร์เสื่อมสภาพ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และ ความยากลำบากในการบรรลุแรงบิดคงที่

2, ลักษณะของมอเตอร์ความถี่ตัวแปร

1. การออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้า
สำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสธรรมดา พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักที่พิจารณาในการออกแบบคือความจุเกินพิกัด ประสิทธิภาพการเริ่มต้น ประสิทธิภาพ และตัวประกอบกำลัง สำหรับมอเตอร์ความถี่แปรผัน เนื่องจากอัตราการสลิปวิกฤตจะแปรผกผันกับความถี่กำลัง จึงสามารถสตาร์ทได้โดยตรงเมื่ออัตราการสลิปวิกฤตใกล้ 1 ดังนั้น ความสามารถในการโอเวอร์โหลดและประสิทธิภาพการเริ่มต้นจึงไม่จำเป็นต้องพิจารณามากเกินไปอีกต่อไป ปัญหาสำคัญที่ต้องแก้ไขคือการปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของมอเตอร์กับแหล่งพลังงานที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ได้อย่างไร วิธีการทั่วไปมีดังนี้ 1) ลดความต้านทานของสเตเตอร์และโรเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด
การลดความต้านทานสเตเตอร์สามารถลดการสูญเสียทองแดงขั้นพื้นฐานเพื่อชดเชยการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียทองแดงที่เกิดจากฮาร์โมนิคลำดับสูง
2) เพื่อระงับฮาร์โมนิคลำดับสูงในปัจจุบัน จำเป็นต้องเพิ่มความเหนี่ยวนำของมอเตอร์อย่างเหมาะสม แต่ช่องโรเตอร์มีความต้านทานการรั่วไหลที่ใหญ่กว่า และผลกระทบของผิวหนังก็ใหญ่เช่นกัน และการสูญเสียทองแดงของฮาร์โมนิกลำดับสูงก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นขนาดของปฏิกิริยารีแอกแตนซ์การรั่วไหลของมอเตอร์ควรคำนึงถึงเหตุผลของการจับคู่อิมพีแดนซ์ตลอดช่วงความเร็วทั้งหมด
3) วงจรแม่เหล็กหลักของมอเตอร์ความถี่ตัวแปรได้รับการออกแบบโดยทั่วไปให้อยู่ในสถานะไม่อิ่มตัว ประการหนึ่งคือการพิจารณาว่าฮาร์โมนิคที่สูงขึ้นจะทำให้ความอิ่มตัวของวงจรแม่เหล็กลึกขึ้น และอีกอย่างคือพิจารณาเพิ่มแรงดันเอาต์พุตของตัวแปลงความถี่อย่างเหมาะสมเพื่อเพิ่มแรงบิดเอาต์พุตที่ความถี่ต่ำ
2. การออกแบบโครงสร้าง
เมื่อออกแบบโครงสร้าง ข้อพิจารณาหลักคือผลกระทบของคุณลักษณะแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช่ไซน์ซอยด์ต่อโครงสร้างฉนวน การสั่นสะเทือน วิธีการระบายความร้อนด้วยเสียงรบกวน และด้านอื่น ๆ ของมอเตอร์ความถี่ตัวแปร โดยทั่วไป ควรสังเกตประเด็นต่อไปนี้:
1) โดยทั่วไประดับฉนวนจะอยู่ที่ระดับ F หรือสูงกว่า และควรเสริมความแข็งแรงของฉนวนกราวด์และฉนวนหมุนสายไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความสามารถของฉนวนในการทนต่อแรงดันอิมพัลส์
2) สำหรับปัญหาการสั่นสะเทือนและเสียงของมอเตอร์ ควรพิจารณาถึงความแข็งแกร่งของส่วนประกอบมอเตอร์และโครงสร้างโดยรวมอย่างเต็มที่ และควรพยายามเพิ่มความถี่ธรรมชาติเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นพ้องกับคลื่นแรงต่างๆ
3) วิธีการทำความเย็น: โดยทั่วไป จะใช้การระบายความร้อนแบบบังคับ นั่นคือ พัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์หลักขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์อิสระ
4) เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าของเพลา ควรใช้มาตรการฉนวนแบริ่งสำหรับมอเตอร์ที่มีความจุเกิน 160KW โดยหลักแล้ว มีแนวโน้มที่จะเกิดความไม่สมมาตรของวงจรแม่เหล็ก และยังสร้างกระแสของเพลาด้วย เมื่อกระแสที่สร้างโดยส่วนประกอบความถี่สูงอื่นๆ รวมกัน กระแสเพลาจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้ตลับลูกปืนเสียหาย ดังนั้นโดยทั่วไปควรใช้มาตรการด้านฉนวน
5) สำหรับมอเตอร์ความถี่แปรผันกำลังคงที่ เมื่อความเร็วเกิน 3000/นาที ควรใช้จาระบีหล่อลื่นทนอุณหภูมิสูงพิเศษเพื่อชดเชยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตลับลูกปืน

มอเตอร์ซิงโครนัส:
1 คุณสมบัติ:
1. ตัวประกอบกำลังมีขั้นสูง โดยทั่วไปได้รับการจัดอันดับที่ 0.9 ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการปรับปรุงตัวประกอบกำลังของระบบโครงข่ายไฟฟ้าและเพิ่มกำลังการผลิต
2. ความเสถียรในการทำงานสูง เมื่อแรงดันไฟฟ้าของกริดลดลงอย่างกะทันหันถึง 80% ของค่าพิกัด โดยทั่วไประบบกระตุ้นจะสามารถปรับและใช้การกระตุ้นแบบบังคับได้โดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร
3. ความสามารถในการโอเวอร์โหลดมากกว่าความจุของมอเตอร์อะซิงโครนัสที่สอดคล้องกัน
4. ประสิทธิภาพการทำงานสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสความเร็วต่ำ

2 วิธีการเริ่มต้น
1. วิธีการสตาร์ทแบบอะซิงโครนัสในมอเตอร์ซิงโครนัสส่วนใหญ่จะมีการติดตั้งขดลวดสตาร์ทคล้ายกับขดลวดกรงของมอเตอร์อะซิงโครนัสบนโรเตอร์ วงจรกระตุ้นซ้ำเชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยมีความต้านทานเพิ่มเติมประมาณ 10 เท่าของค่าความต้านทานของขดลวดกระตุ้นเพื่อสร้างวงจรปิด สเตเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสเชื่อมต่อโดยตรงกับโครงข่ายไฟฟ้าและสตาร์ทเป็นมอเตอร์อะซิงโครนัส เมื่อความเร็วถึงความเร็วซับซิงโครนัส (95%) ความต้านทานเพิ่มเติมจะถูกตัดออก
2. การสตาร์ทความถี่ที่แปรผัน โดยเริ่มจากตัวแปลงความถี่ จะไม่ถูกทำซ้ำ

3 การสมัคร
ผู้ที่เคยทำงานเป็นช่างประหยัดพลังงานในแหล่งน้ำมันทราบดีว่าเนื่องจากแรงบิดสตาร์ทสูงที่จำเป็นสำหรับมอเตอร์ชุดปั๊มน้ำมัน วิศวกรจึงมักจะออกแบบมอเตอร์ให้มีขนาดใหญ่มากจนทำให้เกิดปรากฏการณ์ "ม้าใหญ่ดึงรถเล็ก" ". ตัวอย่างเช่น หลังจากปรับบล็อกสมดุลของมอเตอร์หน่วยปั๊มน้ำมันขนาด 55KW แล้ว กำลังใช้งานจริงของมอเตอร์มักจะอยู่ที่ประมาณสิบกิโลวัตต์ ซึ่งบางครั้งก็เล็กน้อยด้วยซ้ำ ฉันเคยทำการเปลี่ยนแปลงมาก่อน โดยเปลี่ยนมอเตอร์อะซิงโครนัส 55KW ของชุดปั๊มเป็นมอเตอร์ซิงโครนัส 22KW จากนั้นใช้ตัวแปลงความถี่ในการควบคุม แน่นอนว่าสามารถควบคุมได้โดยอัตโนมัติตามปริมาณการปล่อยหรือสัญญาณอื่นๆ อัตราการประหยัดพลังงานสามารถเข้าถึง 40%
ดังนั้น มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มอเตอร์ซิงโครนัส และมอเตอร์ความถี่แปรผัน แต่ละตัวจึงมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทำงานที่คุณควบคุมเป็นหลัก แน่นอนว่าตามต้นทุนทางวิศวกรรม ควรใช้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสให้มากที่สุด