普通電機為什麼不能當變頻電機使用,電機的絕緣強度能否承受變頻器的載波頻率?

Welling電機


我是電子及工控技術,我來回答這個問題。我認為三相普通異步電機能否代替變頻電機使用要根據具體情況來分析,在一般情況下變頻器是可以拖動普通三相異步電機的,這就要看具體情況了。我們從普通電機的銘牌上可以看到它的額定頻率是在50Hz/60Hz,所以我們在用變頻器拖動普通電機時只能在其額定頻率以下運行。在低頻段(幾赫茲)或者高頻段(60赫茲以上)就最好不要用普通電機了,比如我們單位中使用的數控車床其主軸就是用變頻器來拖動一臺7.5Kw普通三相異步電機,在進行機床低速加工零件時一般都把頻率設置在十幾赫茲,這樣不至於轉矩降的太多,否則會影響表面加工的光滑度;另一方面在高速加工時,一般都設置為電機的額定頻率50Hz。由此可見三相電機在一定頻段內是可以代替變頻電機使用的。



在有的場合就不適合用三相普通電機了,特別是在超低頻和超過50Hz以上的頻率段,雖然我們從外觀看普通電機與變頻電機幾乎一樣,但是它倆從製作結構上還是有很大區別的,也就是說這“哥倆”的“性格”是不一樣的。下面我將從它倆的內在特性上談談其不同之處!



我們首先從這倆位的“體能”上看,一般三相電機都是運用在額定電壓AC 380V頻率為50Hz的條件下運行,在50Hz以下運行時能降頻也可升頻使用,其使用頻率範圍有一定要求不能太大,否則電機會因勵磁電流過大會使電機燒燬。而變頻電機則比普通電機身板硬朗一些,所以從專業角度講變頻電機的機械強度要比普通電機高。



他們的第二個不同特性是普通電機在低頻或高頻(超過其額定工作頻率)運行時很容易產生磁路的飽和而造成勵磁電流過大而造成溫升過高,而變頻電機由於在製造時人為地加大了電磁的負荷使磁路不易進入飽和狀態;同時在製造時對於功率相同的二種電機,變頻電機的鐵芯截面和要比普通電機的截面積要大些。



他們的第三個不同特性是二者在絕緣性能的等級上也是不一樣的,比如變頻電機線圈的匝數多所用線經粗,因而能承受住高頻磁場的檢驗,這就增強了它的絕緣強度了!



他們的第四個不同特性是普通電機與變頻電機散熱方式是不一樣的,變頻電機採用了單獨的散熱風機,運用強制風冷方式防止會在低頻運行時燒壞電機,而普通電機則採用了與轉子同步運行的風扇散熱方式在散熱功能上相對弱一些。因此變頻電機有較強承受變頻器載波頻率的能力,而普通電機的這種能力就弱多了!



以上就是我對這個問題的看法,敬請朋友們觀注電子及工控技術,歡迎轉載、點贊!


電子及工控技術


普通電機為什麼不能當變頻電機使用?電機的絕緣強度能否承受變頻器的載波頻率?

答:普通電機的設計上為工頻50/60HZ,沒有獨立的散熱系統,線圈繞組的漆包線都是耐溫不高的漆包線,也就是絕緣等級達不到要求;機械運轉的軸承與機械強度不能滿足60Hz以上頻率的衝擊;普通三相異步電動機見下圖所示。

而變頻器與電機啟動運行時都是從低頻往上逐步上升到設置的額定頻率的;這樣普通電機的電磁負荷曲線就不能滿足需要了,普通電機的工作點基本上在磁飽和拐點;如果頻率超過60Hz後,電機容易飽和,產生較高的激磁電流而使普通電機發熱。變頻電機如下圖所示。

對於提問者所說的變頻器的載波對電機的影響,可以從下面兩個方面進行分析。

(1) 變頻器低頻運行對普通電動機的影響

所謂低頻運行,一般是指電動機在低於 1/2 額定頻率的狀態下運行,即在 25Hz 以下運行。這時電動機的轉速大幅降低,電動機冷卻風扇風量不足,電動機溫度將升高。如果採用普通電動機(而非專用的變頻電動機),則電動機就不能承受額定負載而必須減輕負載。如果負載不能減輕,就得更換更大容量的電動機,變頻器的容量也要隨之換大。 轉速降低對電動機的輸出轉矩影響如下:1/2 轉速時,輸出轉矩約降低 10%;1/3 轉速時,輸出轉矩約降低 20%。

另外,低頻運行時,變頻器的輸出波形中高次諧波含量將會變大,會明顯增加輸出導線和電動機的溫升,並對周圍用電設備產生電子干擾。干擾嚴重時,還有可能造成變頻器的控制信號失常,甚 至停機。 低頻運行時,還會大大增加電動機的電磁噪聲。

(2)變頻器高頻運行對普通電動機的影響

變頻器能輸出工頻以上的頻率,但普通籠型電動機是以在工頻下運轉為前提而製造的,如果頻率過高,將造成軸承損壞,風扇損壞,定子繞組端子綁紮鬆脫、變形等,因此若在工頻以上頻率下使用時,必須確認電動機最高允許頻率範圍。對於普通電動機帶有齒輪箱裝置的機械負載來說,最高允許頻率還會受到齒輪傳動裝置及潤滑脂(油)等因素的限制。

以上為個人觀點,僅供提問者和頭條上有需要了解的閱讀者們參考,希望對大家有一點幫助。

知足常樂2019.6.23日於上海


知足常樂0724


最主要的原因是電機的發熱散熱問題。普通電機的散熱風扇是和電機同軸轉動的,也就是說普通電機的風扇轉速跟電機轉速是一致的,當電機變頻降低轉速時,風扇轉速也相應降低,風扇轉速越低散熱能力越差,最終會導致電機燒壞。所以普通電機若在低頻率下運行很容易導致電機燒壞。反觀變頻電機,其具有單獨供電的散熱風扇,風扇轉速不受電機運行頻率影響,因此沒有低頻散熱問題。


名字越長就越強


主要是變頻調速時普通鼠籠電機的冷卻風扇隨電機轉速下降而風力減少,長時間低速將導致普通鼠籠電機因散熱差而嚴重發熱,繼而破壞絕緣造成短路事故。所以採用變頻調速,特別是調速範圍寬、低速運行時間長的設備,須採用調頻專用電機。該電機的風扇是獨立的,無論怎樣低速均不受影響,保持額定風量。另外電機線圈的絕緣強度不受頻率影響,主要受電壓強度的影響。


狼129828566


普通電機為什麼不能當變頻電機使用,電機的絕緣強度能否承受變頻器的載波頻率?

從外觀上看差不不大,仔細看會發現普通電機沒有單獨的散熱風扇,故沒有專門的接線盒。變頻電機有,就可以保證無論電機處於各種頻率,對電機的散熱是影響不了的。

在工作原理方面,變頻電機要配合變頻器來實現調速,從而實現電壓及頻率可調,而普通電機用的交流電頻率及電壓不可變的。由同步轉速公式n=60f/p可知,電機一旦製作好,其極對數不可更改,因此改變電機極數不可實現,只有通過改變頻率來解決。實際應用過程中,只改變頻率而不改變電壓就會導致電機燒壞。假如電機轉速要減少一半,頻率肯定要降半,此時電壓不降電機容易過熱而燒壞。

普通電機與變頻電機在實際應用過程中,後者工作效率更好,溫升還小些。在頻繁啟動停止、調速、制動的應用場合,普通電機用不了,因為實現不了上述功能。變頻電機的噪聲及電磁振動更小,由於變頻器的配合使用。變頻電機的絕緣強度優於普通電機,是專門為變頻器驅動而設計的,能夠承受較大的du/dt,尤其在DTC控制模式下,對電機的絕緣強度要求更高,普通電機根本無法適用。


Talk工控小白



普通電機和變頻器調速電機最大的不同就是普通電機的散熱風扇和電機轉速是同步的,普通電機停轉後也就不散熱了,變頻器調速電機有專門的散熱風扇,變頻器調速電機在電機低速運轉時,散熱風扇還是繼續高速工作。散熱風扇電機就是一個普通電機風扇。
也就是說,變頻器調速電機有兩個電機,一個是風扇電機,一個是變頻調速電機。普通電機不能當變頻器調速電機用,是因為如果低速運行時,普通電機會散熱不良,而導致變頻器故障指示自動關機。或者是電機發熱嚴重線圈燒燬。這是它最主要的一個原因。其他都是次要的,也有60-100赫茲的變頻電機,比如空調直流變頻電機。不知我說的對錯,大家可以共同探討一下。


啃泥弟1


我用變頻器捲紙,一直在那堵轉,電機只是溫溫的


小馬鈴薯955


我們公司很多變頻器用的都是普通電機,低頻運行時電流加大,電機溫升加大,不過都在可控範圍內,不會燒電機,80%電機燒是因為機械卡堵造成的。


雨露32529552


普通電機可以當變頻電機使用,我就是這樣乾的。


天山木933


普通電機是按恆頻恆壓設計的,不可能完全適應變頻器調速的要求,因此不能當做變頻電機使用。變頻器載波頻率從幾千到十幾千赫,使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當於對電動機施加陡度很大的衝擊電壓,使電動機的匝間絕緣承受較為嚴重的考驗。


分享到:


相關文章: