Der Unterschied zwischen Wechselrichtermotoren und herkömmlichen Motoren zeigt sich hauptsächlich in den folgenden zwei Aspekten.
Erstens können gewöhnliche Motoren nur über einen längeren Zeitraum in der Nähe der Industriefrequenz betrieben werden, während Umrichtermotoren über einen längeren Zeitraum unter Bedingungen betrieben werden können, die deutlich über oder unter der Industriefrequenz liegen. Beispielsweise liegt die Industriefrequenz in unserem Land bei 50 Hz. Wenn gewöhnliche Motoren über einen längeren Zeitraum im Bereich von 5 Hz betrieben werden, fallen sie schnell aus oder werden sogar beschädigt. Mit der Einführung von Umrichtermotoren wird dieser Mangel gewöhnlicher Motoren behoben.
Zweitens ist das Wärmeableitungssystem von normalen Motoren und Wechselrichtermotoren unterschiedlich. Kühlsystem und Drehzahl eines normalen Motors hängen eng zusammen, oder: Bei hoher Motordrehzahl ist das Kühlsystem wirksam, bei niedriger Motordrehzahl wird die Kühlwirkung stark reduziert, und bei Wechselrichtermotoren gibt es dieses Problem nicht.
Mit einem gewöhnlichen Motor und einem Frequenzumrichter ist ein Frequenzbetrieb möglich, jedoch kein echter Frequenzmotor. Ein über längere Zeit im nichtfrequenten Zustand laufender Betrieb kann zu Motorschäden führen.
1. Der Einfluss des Frequenzumsetzers auf den Motor besteht hauptsächlich in der Effizienz des Motors und der steigenden Temperatur. Der Frequenzumsetzer kann im Betrieb unterschiedlich starke harmonische Spannungen und Ströme erzeugen, wodurch im Motor bei nicht sinusförmiger Spannung und Stromstärke hohe Harmonische auftreten. Dies führt zu einem Anstieg des Kupferverbrauchs am Motorstator, des Kupferverbrauchs am Rotor und des Eisenverbrauchs sowie zu zusätzlichen Verlusten. Am bedeutendsten ist der Kupferverbrauch am Rotor. Diese Verluste führen zu zusätzlicher Wärme des Motors, was zu einer Verringerung der Effizienz und der Leistungsabgabe führt. Diese Verluste führen zu zusätzlicher Erwärmung des Motors, verringerter Effizienz und Leistungsabgabe und erhöhen die Temperatur eines gewöhnlichen Motors im Allgemeinen um 10 %-20 %.
2. die Isolationsfestigkeit des Motors
Die Trägerfrequenz des Frequenzumsetzers reicht von einigen Tausend bis über zehn Kilohertz, sodass die Statorwicklung des Motors einem sehr hohen Spannungsanstieg standhalten muss. Dies entspricht einer sehr steilen Stoßspannung am Motor, sodass die Windungsisolation des Motors einer härteren Prüfung standhält.
3. Harmonische elektromagnetische Geräusche und Vibrationen
Bei einem normalen Motor mit Wechselrichterstromversorgung werden die durch elektromagnetische, mechanische, Belüftung und andere Faktoren verursachten Vibrationen und Geräusche komplexer. Verschiedene Harmonische, die in der Frequenzumwandlungsstromversorgung enthalten sind, und die elektromagnetischen Motorkomponenten der inhärenten Raumharmonischen stören sich gegenseitig und bilden eine Vielzahl elektromagnetischer Anregungskräfte, wodurch das Geräusch verstärkt wird. Aufgrund des breiten Betriebsfrequenzbereichs des Motors und der Drehzahländerungen in einem breiten Bereich ist es schwierig, eine Vielzahl elektromagnetischer Kraftwellenfrequenzen zu vermeiden, die die inhärenten Vibrationsfrequenzen der Strukturteile des Motors beeinflussen.
4. das Kühlproblem bei niedriger Geschwindigkeit
Bei niedriger Netzfrequenz sind die durch die hohen Harmonischen in der Stromversorgung verursachten Verluste groß. Zweitens verringert sich bei einer Verringerung der Drehzahl des Motors mit variabler Drehzahl die Kühlluftmenge proportional zur dritten Potenz der Drehzahl, sodass die Wärme des Motors nicht abgeführt wird und die Temperatur stark ansteigt, was die Realisierung einer konstanten Drehmomentabgabe erschwert.
5. Für die oben beschriebene Situation verwendet der Frequenzumwandlungsmotor das folgende Design.
Der Stator- und Rotorwiderstand muss so weit wie möglich verringert werden, und der Grundkupferverbrauch muss verringert werden, um die hohen Harmonischen auszugleichen, die durch den erhöhten Kupferverbrauch des ungesättigten Hauptmagnetfelds verursacht werden. Zum einen muss berücksichtigt werden, dass die hohen Harmonischen die Sättigung des Magnetkreises verstärken. Zum anderen muss berücksichtigt werden, dass zur Verbesserung des Ausgangsdrehmoments bei niedriger Frequenz eine Erhöhung der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters sinnvoll sein kann.
Strukturelles Design, hauptsächlich Erhöhung des Isolationsniveaus; Motorvibration und Lärmprobleme werden vollständig berücksichtigt; Kühlmethode mit Zwangsbelüftungskühlung, d. h. der Hauptlüfter des Motors verwendet einen unabhängigen Motorantrieb. Die Rolle des starken Kühllüfters besteht darin, sicherzustellen, dass der Motor bei niedriger Geschwindigkeit gekühlt wird. Die Verteilungskapazität der Spule des Wechselrichtermotors ist kleiner, der Widerstand des Siliziumstahlblechs ist größer, sodass die Auswirkungen hochfrequenter Impulse auf den Motor geringer sind und die induktive Filterwirkung des Motors besser ist.
Bei gewöhnlichen Motoren, d. h. bei Industriefrequenzmotoren, müssen nur der Startvorgang und die Betriebsbedingungen eines Punkts der Industriefrequenz (öffentliche Nummer: elektromechanischer menschlicher Puls) berücksichtigt werden, und dann der Motor entworfen werden; bei Wechselrichtermotoren hingegen müssen der Startvorgang und die Betriebsbedingungen aller Punkte im Wechselrichterbereich berücksichtigt werden, und dann der Motor entworfen werden. Um sich an den Frequenzumrichterausgang anzupassen, enthält der analoge sinusförmige Wechselstrom mit breiter Welle eine große Anzahl von Harmonischen, und ein speziell angefertigter Wechselrichtermotor kann seine Rolle tatsächlich als Reaktor plus gewöhnlicher Motor verstanden werden.
Wie unterscheidet man zwischen normalen Motoren und Umrichtermotoren?
I. Strukturunterschied zwischen normalem Motor und Wechselrichtermotor
1. Höhere Anforderungen an die Isolierung
Im Allgemeinen ist für Wechselrichtermotoren die Isolationsklasse F oder höher erforderlich, um die Isolationsfestigkeit gegenüber Erde und Windung zu verstärken, insbesondere im Hinblick auf die Fähigkeit der Isolierung, Stoßspannungen standzuhalten.
2. Höhere Vibrations- und Geräuschanforderungen für Umrichtermotoren
Beim Umrichtermotor werden die Motorkomponenten und die Gesamtsteifigkeit umfassend berücksichtigt. Versuchen Sie, seine Eigenfrequenz zu verbessern, um das Resonanzphänomen mit der sekundären Kraftwelle zu vermeiden.
3. Die Kühlmethode des Wechselrichtermotors ist unterschiedlich
Wechselrichtermotoren verwenden im Allgemeinen eine Zwangsbelüftungskühlung, d. h. der Hauptkühllüfter des Motors verwendet einen unabhängigen Motorantrieb.
4. Unterschiedliche Anforderungen an Schutzmaßnahmen
Bei Umrichtermotoren mit einer Leistung von mehr als 160 kW müssen Lagerisolationsmaßnahmen ergriffen werden. Dies führt vor allem leicht zu einer Asymmetrie des magnetischen Kreises, erzeugt aber auch Wellenstrom, der durch die Kombination anderer hochfrequenter Stromkomponenten, die durch die Wirkung des Wellenstroms erzeugt werden, stark ansteigt und zu Lagerschäden führt, sodass im Allgemeinen Isolationsmaßnahmen ergriffen werden müssen. Bei Motoren mit konstanter Leistung und Frequenzumwandlung muss bei Drehzahlen über 3000/min ein spezielles Fett mit hoher Temperaturbeständigkeit verwendet werden, um den Temperaturanstieg der Lager auszugleichen.
5. Verschiedene Kühlsysteme
Der Kühllüfter des Wechselrichtermotors verfügt über eine unabhängige Stromversorgung, um eine kontinuierliche Kühlleistung zu gewährleisten.
II. Konstruktionsunterschiede zwischen gewöhnlichen Motoren und Frequenzumwandlungsmotoren
1. Elektromagnetisches Design
Bei gewöhnlichen Asynchronmotoren sind die wichtigsten Leistungsparameter, die bei der Neukonstruktion berücksichtigt werden müssen, Überlastfähigkeit, Anlaufleistung, Wirkungsgrad und Leistungsfaktor. Beim Wechselrichtermotor ist die kritische Rate umgekehrt proportional zur Frequenz der Stromversorgung, sodass er direkt gestartet werden kann, wenn die kritische Rate nahe bei 1 liegt. Daher müssen Überlastfähigkeit und Anlaufleistung nicht allzu sehr berücksichtigt werden, und das Hauptproblem, das gelöst werden muss, besteht darin, die Anpassungsfähigkeit des Motors an die nicht sinusförmige Stromversorgung zu verbessern.
2. Strukturdesign
Bei der Konstruktionsplanung müssen vor allem die nicht-sinusförmigen Stromversorgungseigenschaften der Isolationsstruktur des Wechselrichtermotors sowie die Auswirkungen auf Vibrationen, Geräusche und den Kühlmodus berücksichtigt werden. Das Hauptproblem besteht darin, die Anpassungsfähigkeit des Motors an eine nicht-sinusförmige Stromversorgung zu verbessern.