Los motores se utilizan ampliamente. Antes de que no existiera el convertidor de frecuencia, usábamos los motores de mayor frecuencia industrial.

I. Los motores asíncronos ordinarios están diseñados de acuerdo con una frecuencia y un voltaje constantes, y es imposible cumplir completamente con los requisitos de conversión de frecuencia y regulación de velocidad. La siguiente es la influencia del convertidor de frecuencia en el motor:

1. La eficiencia y el aumento de temperatura del motor. Independientemente del tipo de convertidor de frecuencia, durante el funcionamiento se generan diferentes niveles de tensión y corriente armónicas, de modo que el motor funciona con tensión y corriente no sinusoidales. Según la información, tomando como ejemplo el inversor PWM de onda sinusoidal comúnmente utilizado, sus armónicos de orden bajo son básicamente cero, y los componentes armónicos de orden alto restantes que son aproximadamente el doble que la frecuencia portadora son 2u+1(u es la relación de modulación). Los armónicos más altos provocarán un aumento en la pérdida de cobre del estator del motor, la pérdida de cobre (aluminio) del rotor, la pérdida de hierro y pérdidas adicionales; la más significativa es la pérdida de cobre (aluminio) del rotor. Debido a que el motor asíncrono gira a una velocidad síncrona cercana a la frecuencia fundamental, el voltaje armónico de alto orden corta la barra del rotor con un gran deslizamiento, lo que provocará una gran pérdida en el rotor. Además, es necesario considerar la pérdida adicional de cobre debido a efectos en la piel. Estas pérdidas harán que el motor genere calor adicional, reduzca la eficiencia y reduzca la potencia de salida. Si el motor asíncrono trifásico ordinario se opera bajo la condición de salida de potencia no sinusoidal por parte del convertidor de frecuencia, su aumento de temperatura generalmente aumentará entre un 10% y un 20%.

2. La fuerza de aislamiento del motor. En la actualidad, muchos inversores pequeños y medianos utilizan control PWM. Su frecuencia portadora es de aproximadamente varios miles a más de diez kilohercios, lo que hace que el devanado del estator del motor resista una alta tasa de aumento de voltaje, lo que equivale a aplicar un voltaje de impulso pronunciado al motor, lo que hace que el aislamiento entre espiras del motor resista más. pruebas severas. Además, el voltaje de impulso del interruptor rectangular generado por el inversor PWM se superpone al voltaje de funcionamiento del motor, lo que representará una amenaza para el aislamiento de tierra del motor, y el aislamiento de tierra acelerará el envejecimiento bajo impactos repetidos de alto voltaje.

3. Ruido electromagnético armónico y vibración. Cuando los motores asíncronos ordinarios funcionan con convertidores de frecuencia, la vibración y el ruido causados ​​por factores electromagnéticos, mecánicos, de ventilación y otros se volverán más complicados. Los diversos armónicos de tiempo contenidos en la fuente de alimentación de frecuencia variable interfieren con los armónicos espaciales inherentes de la parte electromagnética del motor para formar diversas fuerzas de excitación electromagnética. Cuando la frecuencia de la onda de fuerza electromagnética es igual o cercana a la frecuencia de vibración natural del cuerpo del motor, se producirá un fenómeno de resonancia, aumentando así el ruido. Debido al amplio rango de frecuencia de funcionamiento del motor y al gran rango de variación de velocidad, es difícil que la frecuencia de varias ondas de fuerza electromagnéticas evite la frecuencia de vibración natural de cada componente del motor.

4. La adaptabilidad del motor a arranques y frenadas frecuentes. Dado que el motor está alimentado por un convertidor de frecuencia, el motor se puede arrancar a una frecuencia y voltaje muy bajos sin corriente de entrada y se puede frenar rápidamente utilizando varios métodos de frenado proporcionados por el convertidor de frecuencia, creando condiciones para arranques y frenado frecuentes, de modo que El sistema mecánico y el sistema electromagnético del motor están bajo la acción de una fuerza alterna cíclica, lo que provoca fatiga y problemas de envejecimiento acelerado en la estructura mecánica y la estructura de aislamiento.

5. Problema de enfriamiento a baja velocidad. En primer lugar, la impedancia del motor asíncrono no es la ideal. Cuando la frecuencia de alimentación es baja, la pérdida causada por armónicos de alto orden en la fuente de alimentación es relativamente grande. En segundo lugar, cuando la velocidad de los motores asíncronos ordinarios disminuye, el volumen de aire de enfriamiento disminuye proporcionalmente al cubo de la velocidad, lo que resulta en el deterioro de las condiciones de enfriamiento del motor a bajas velocidades, un fuerte aumento en el aumento de temperatura y es difícil para lograr una salida de par constante.

II. tLas características del motor de conversión de frecuencia.

1. Diseño electromagnético. Para los motores asíncronos ordinarios, los principales parámetros de rendimiento considerados en el rediseño son la capacidad de sobrecarga, el rendimiento de arranque, la eficiencia y el factor de potencia. En cuanto al motor de conversión de frecuencia, dado que el deslizamiento crítico es inversamente proporcional a la frecuencia de la fuente de alimentación, se puede arrancar directamente cuando el deslizamiento crítico es cercano a 1. Por lo tanto, no es necesario considerar demasiado la capacidad de sobrecarga y el rendimiento de arranque. , pero el problema clave a resolver es cómo mejorar la respuesta del motor a la fuente de alimentación. Adaptabilidad a fuentes de alimentación no sinusoidales. El método es generalmente el siguiente:

1) Reducir la resistencia del estator y del rotor tanto como sea posible. Reducir la resistencia del estator puede reducir la pérdida fundamental de cobre para compensar el aumento de la pérdida de cobre causada por armónicos de alto orden.

2) Para suprimir los armónicos más altos en la corriente, es necesario aumentar adecuadamente la inductancia del motor. Sin embargo, la reactancia de fuga de la ranura del rotor es grande, el efecto superficial también es grande y la pérdida de armónicos de alto orden en el cobre también aumenta. Por lo tanto, el tamaño de la reactancia de fuga del motor debe tener en cuenta la racionalidad de la adaptación de impedancia en todo el rango de velocidades.

3) El circuito magnético principal del motor de frecuencia variable generalmente está diseñado para estar en un estado insaturado. Una es considerar que los armónicos de alto orden profundizarán la saturación del circuito magnético. La otra es considerar que a bajas frecuencias, el voltaje de salida del convertidor de frecuencia debe aumentarse adecuadamente para aumentar el par de salida.

2. Diseño estructural. Al diseñar la estructura, se considera principalmente la influencia de las características de potencia no sinusoidales en la estructura de aislamiento, la vibración y los métodos de enfriamiento de ruido del motor de frecuencia variable. Generalmente, se debe prestar atención a las siguientes cuestiones:

1) Grado de aislamiento, generalmente grado F o superior, para fortalecer el aislamiento de tierra y la resistencia del aislamiento de las espiras, especialmente la capacidad del aislamiento para resistir el voltaje de impacto.

2) Para La vibración y el ruido del motor., es necesario considerar plenamente la rigidez de los componentes del motor y del conjunto, e intentar aumentar su frecuencia natural para evitar resonancias con cada onda de fuerza.

3) Método de enfriamiento: Generalmente, se utiliza ventilación forzada para la refrigeración, es decir, el ventilador de refrigeración del motor principal es accionado por un motor independiente.

4) Para prevenir corriente del eje medidas, se deben adoptar medidas de aislamiento de rodamientos para motores con una capacidad superior a 160 KW. La razón principal es que es fácil producir asimetría en el circuito magnético y corriente axial. Cuando las corrientes generadas por otros componentes de alta frecuencia trabajan juntas, la corriente axial aumentará considerablemente, lo que provocará daños en los rodamientos, por lo que generalmente se toman medidas de aislamiento.

5) Para motores de potencia constante y frecuencia variable, cuando la velocidad supere los 3000/min, se deberá utilizar grasa especial con resistencia a altas temperaturas Se debe utilizar para compensar el aumento de temperatura del rodamiento. El motor de frecuencia variable puede funcionar durante mucho tiempo en el rango de 0.1 Hz a 130 Hz, el motor normal puede funcionar en el rango de 20 a 65 Hz para 2 polos y en el rango de 25 a 75 Hz para 4 polos. El de 6 polos es para funcionamiento a largo plazo en el rango de 30 a 85 Hz, y el de 8 polos es para funcionamiento a largo plazo en el rango de 35 a 100 Hz.

Selección de motores: 

En primer lugar, la potencia del motor debe seleccionarse de acuerdo con la potencia promedio y la potencia máxima requerida por la carga cuando está en movimiento, convertida al lado del eje del motor (puede haber un reductor, una polea y otros dispositivos reductores) , y también se debe considerar la capacidad de sobrecarga del motor. El fabricante del motor puede proporcionar la curva característica de par del motor, y las características del motor cambiarán a diferentes temperaturas. Por cierto: el orden de selección es, por supuesto, seleccionar primero el motor y luego seleccionar el convertidor de frecuencia según el motor, porque el objetivo final del control no es el convertidor de frecuencia o el motor, sino la carga mecánica.