電(dian)動機(ji)的效率(lv)和升溫(wen)問題(ti)

不論哪種形式的(de)(de)(de)(de)變頻(pin)器，在運行(xing)中均產(chan)生不同程度的(de)(de)(de)(de)諧波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)流，使電(dian)(dian)(dian)動機(ji)在非(fei)正弦電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流下運行(xing)。據資料(liao)介紹，以(yi)目前普(pu)遍使用(yong)的(de)(de)(de)(de)正弦波(bo)PWM型變頻(pin)器為(wei)(wei)例，其(qi)低(di)次(ci)諧波(bo)基(ji)本(ben)為(wei)(wei)零(ling)，剩下的(de)(de)(de)(de)比載波(bo)頻(pin)率(lv)大(da)一倍左右的(de)(de)(de)(de)高(gao)次(ci)諧波(bo)分量為(wei)(wei)：2u+1（u為(wei)(wei)調制比）。高(gao)次(ci)諧波(bo)會引起(qi)電(dian)(dian)(dian)動機(ji)定子(zi)銅(tong)耗(hao)(hao)、轉(zhuan)子(zi)銅(tong)（鋁）耗(hao)(hao)、鐵(tie)耗(hao)(hao)及附加損(sun)(sun)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)增加，最為(wei)(wei)顯著的(de)(de)(de)(de)是轉(zhuan)子(zi)銅(tong)（鋁）耗(hao)(hao)。因(yin)為(wei)(wei)異步(bu)電(dian)(dian)(dian)動機(ji)是以(yi)接近于基(ji)波(bo)頻(pin)率(lv)所(suo)對應的(de)(de)(de)(de)同步(bu)轉(zhuan)速旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)，因(yin)此，高(gao)次(ci)諧波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓以(yi)較大(da)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)差切割轉(zhuan)子(zi)導(dao)條(tiao)后，便會產(chan)生很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)子(zi)損(sun)(sun)耗(hao)(hao)。除此之外，還需考(kao)慮因(yin)集膚效應所(suo)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)附加銅(tong)耗(hao)(hao)。這些(xie)損(sun)(sun)耗(hao)(hao)都會使電(dian)(dian)(dian)動機(ji)額外發熱，效率(lv)降低(di)，輸出功率(lv)減小(xiao)，如將普(pu)通三相異步(bu)電(dian)(dian)(dian)動機(ji)運行(xing)于變頻(pin)器輸出的(de)(de)(de)(de)非(fei)正弦電(dian)(dian)(dian)源條(tiao)件(jian)下，其(qi)溫升(sheng)一般要(yao)增加10%~20%。

電(dian)動機絕緣強度問題

目前中(zhong)小型變頻(pin)器，不少是采(cai)用PWM的(de)(de)控制方式。他(ta)的(de)(de)載波頻(pin)率(lv)約為(wei)(wei)幾(ji)(ji)千到十(shi)幾(ji)(ji)千赫，這就使得電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)定子繞組要承受很高(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)上升(sheng)率(lv)，相(xiang)當(dang)于對電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)施加陡度很大的(de)(de)沖(chong)擊(ji)電(dian)(dian)壓(ya)，使電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)匝間絕緣(yuan)承受較為(wei)(wei)嚴酷(ku)的(de)(de)考驗。另(ling)外，由PWM變頻(pin)器產生的(de)(de)矩形斬波沖(chong)擊(ji)電(dian)(dian)壓(ya)疊加在(zai)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)運(yun)行電(dian)(dian)壓(ya)上，會對電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)對地(di)絕緣(yuan)構成(cheng)威脅，對地(di)絕緣(yuan)在(zai)高(gao)壓(ya)的(de)(de)反復(fu)沖(chong)擊(ji)下會加速老化。

諧波(bo)電磁噪聲與震動

普通(tong)(tong)異步電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)采用變頻(pin)(pin)器供(gong)電(dian)(dian)時(shi)，會使由電(dian)(dian)磁(ci)、機(ji)(ji)械、通(tong)(tong)風等因(yin)素(su)所引起的(de)(de)(de)(de)震(zhen)動(dong)和(he)噪聲變的(de)(de)(de)(de)更加復雜。變頻(pin)(pin)電(dian)(dian)源(yuan)中含有(you)的(de)(de)(de)(de)各(ge)次(ci)時(shi)間(jian)諧波(bo)(bo)與電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)電(dian)(dian)磁(ci)部分的(de)(de)(de)(de)固(gu)有(you)空(kong)間(jian)諧波(bo)(bo)相互(hu)干涉，形(xing)成各(ge)種電(dian)(dian)磁(ci)激振力。當電(dian)(dian)磁(ci)力波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)和(he)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)機(ji)(ji)體的(de)(de)(de)(de)固(gu)有(you)振動(dong)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)一致或(huo)接近時(shi)，將(jiang)產生共(gong)振現象，從而加大噪聲。由于電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)工作(zuo)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)范圍(wei)寬(kuan)，轉速變化范圍(wei)大，各(ge)種電(dian)(dian)磁(ci)力波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)很(hen)難避開(kai)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)各(ge)構件(jian)的(de)(de)(de)(de)固(gu)有(you)震(zhen)動(dong)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)。

電(dian)機對頻繁(fan)啟動、制(zhi)動的適應能力

由于采用變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)供電(dian)(dian)(dian)后，電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機可以在很低的(de)(de)頻(pin)(pin)率和(he)電(dian)(dian)(dian)壓下以無(wu)沖擊(ji)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)方(fang)式(shi)啟動(dong)(dong)(dong)，并(bing)可利(li)用變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)所供的(de)(de)各種(zhong)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)方(fang)式(shi)進行(xing)快速制(zhi)動(dong)(dong)(dong)，為實現頻(pin)(pin)繁(fan)啟動(dong)(dong)(dong)和(he)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)創造(zao)了條(tiao)件，因(yin)而(er)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)機械系統和(he)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)系統處于循環交變(bian)力的(de)(de)作用下，給機械結構(gou)和(he)絕(jue)緣結構(gou)帶來疲(pi)勞和(he)加速老(lao)化問題。

低轉速(su)時的(de)冷卻問題

首先，異步電動(dong)(dong)機(ji)的阻(zu)抗不盡理(li)想，當電源頻(pin)率較(jiao)底時，電源中(zhong)高次(ci)諧波所引起的損(sun)耗較(jiao)大。其次(ci)，普(pu)通異步電動(dong)(dong)機(ji)再轉速(su)降低時，冷卻(que)風量(liang)與(yu)轉速(su)的三(san)次(ci)方(fang)成比例減小，致使電動(dong)(dong)機(ji)的低速(su)冷卻(que)狀況(kuang)變(bian)壞，溫(wen)升急劇增加，難以實現恒轉矩輸(shu)出。

目前常用的電機保護方法：

1)在變頻器(qi)的輸(shu)出端安裝電(dian)抗(kang)器(qi)：這個措施最(zui)常用，但是(shi)需要(yao)注意的(de)是(shi)，這個方(fang)法對于較短的(de)電(dian)纜(lan)（30米以下(xia)）有一定效果(guo)，但是(shi)有時效果(guo)不夠理想，如圖6(c)所示。