變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器的使用也越來越廣泛。可以這么說，只要有三相異步電動(dòng)機(jī)的地方就會(huì)有變頻器的存在。但是變頻器對(duì)于電機(jī)存在一定的干擾影響的問題，普通電機(jī)設(shè)計(jì)都是按恒頻恒壓設(shè)計(jì)的。不會(huì)完全適應(yīng)變頻調(diào)速的要求，那么變頻器是怎么影響三相異步電動(dòng)機(jī)呢？
一 、頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的適應(yīng)力
采用變頻器供電后，可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并可利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng)造了條件。因此，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
二、運(yùn)行效率和溫升對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響
不論那種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。
以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1(u為調(diào)制比)。高次諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。
因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。
除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì)使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%–20%。
三 、低速運(yùn)行時(shí)的冷卻
異步電動(dòng)機(jī)的阻抗并不理想，當(dāng)電源頻率較低時(shí)，電源中高次諧波所引起的損耗較大。
普通異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速降低時(shí)，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小，致使電動(dòng)機(jī)的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。
四、電動(dòng)機(jī)的絕緣強(qiáng)度老化
目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。載波頻率約為幾千到十幾千赫，這就使得電動(dòng)機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當(dāng)于對(duì)電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。
另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓上，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅，對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速老化。
五、變頻器的諧波電磁噪音與震動(dòng)干擾
變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí)，會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變得更加復(fù)雜。
由于電動(dòng)機(jī)工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有震動(dòng)頻率。當(dāng)電磁力波的頻率和電動(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí)，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。
六、總結(jié)
想要電動(dòng)機(jī)更好的配合變頻器運(yùn)行，以上內(nèi)容將可以為您了解變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的影響，方便大家采取相應(yīng)措施來降低不良影響。
