VF4002-8 200KW高壓變頻電機(jī)
高次諧波對(duì)變頻電動(dòng)機(jī)的影響

變器輸出中總含有一些高次諧波,空載比負(fù)載時(shí)畸變得厲害些。低頻(6.25赫)比相對(duì)較高頻(12.5赫)時(shí)畸變得厲害些。
 
因此異步電機(jī)里會(huì)出現(xiàn)許多諧波轉(zhuǎn)矩,它們卜對(duì)電機(jī)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(dòng)和噪音。當(dāng)然,高次諧波電流還會(huì)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(dòng)。若傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣小,這時(shí)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)會(huì)使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)呈步進(jìn)現(xiàn)象。從而限制了電動(dòng)機(jī)使用的{zd1}轉(zhuǎn)速。在采用微機(jī)的PWM調(diào)制的調(diào)頻調(diào)壓系統(tǒng)試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)f.<10赫時(shí)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)加劇,并隨著f:的繼續(xù)降低,步進(jìn)現(xiàn)象越來遴明顯,因此不進(jìn)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(dòng)和噪音的增加電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩發(fā)生脈動(dòng)。如果和電抓某一部件發(fā)生共振,將出現(xiàn)強(qiáng)烈地振動(dòng)和刺耳的噪音。為抑制振動(dòng)和噪音,在設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)避免調(diào)速范圍內(nèi)出現(xiàn)共振點(diǎn),增強(qiáng)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,甚至完全消除。
 
州3、損耗增加、定子銅耗:定子電流中含有的高次時(shí)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(jī)高次諧波電流引起的集膚效應(yīng)可以忽略,所以可以不計(jì)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?yàn)檗D(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(dá)到墓本銅耗的30%或更高。鐵耗和雜散耗:高次諧波也會(huì)使鐵耗和雜散損耗增加一些。
 
電動(dòng)機(jī)的效率:前述種種損耗的增加,造成電動(dòng)機(jī)總效率的降低。0.6kw電機(jī)的實(shí)測效率特如圖弓所示。與正弦波電源相比,逆變器供電時(shí)滿載效率下降約2%,但輕載時(shí)效率下降很多。這是因?yàn)榈皖l或空載時(shí)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(duì)此,設(shè)計(jì)專用電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)予考慮。
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