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        普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別
        發布日期:2017-07-31
        電機(英文:Electric machinery,俗稱“馬達”)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M(舊標準用D)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源。發電機在電路中用字母G表示。它的主要作用是利用電能轉化為機械能。


          變頻電機是指在標準環境條件下,以100%額定負載在10%~100%額定速度范圍內連續運行,溫升不會超過該電機標定容許值的電機。


          異步電動機又稱感應電動機,是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩,從而實現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。三相異步電機主要用作電動機,拖動各種生產機械,例如:風機、泵、壓縮機、機床、輕工及礦山機械、農業生產中的脫粒機和粉碎機、農副產品中的加工機械等等。 結構簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高并具有適用的工作特性。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          普通電機與變頻電機的區別


          普通電機恒頻恒壓設計的,如果要了解使用變頻器控制普通電機,對電機造成的影響,我們首先來了解變頻電機的特點:


          1、電磁設計


          對普通異步電動機來說,再設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機,由于臨界轉差率反比于電源頻率,可以在臨界轉差率接近1時直接啟動,因此,過載能力和啟動性能不在需要過多考慮,而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下:


         ?。?) 盡可能的減小定子和轉子電阻。


          減小定子電阻即可降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅耗增


         ?。?)為抑制電流中的高次諧波,需適當增加電動機的電感。但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大,高次諧波銅耗也增大。因此,電動機漏抗的大小要兼顧到整個調速范圍內阻抗匹配的合理性。


         ?。?)變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態,一是考慮高次諧波會加深磁路飽和,二是考慮在低頻時,為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。


          2、結構設計


          再結構設計時,主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響,一般注意以下問題:


         ?。?)絕緣等級,一般為F級或更高,加強對地絕緣和線匝絕緣強度,特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。


         ?。?)對電機的振動、噪聲問題,要充分考慮電動機構件及整體的剛性,盡力提高其固有頻率,以避開與各次力波產生共振現象。


         ?。?)冷卻方式:一般采用強迫通風冷卻,即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。


         ?。?)防止軸電流措施,對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱,也會產生軸電流,當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時,軸電流將大為增加,從而導致軸承損壞,所以一般要采取絕緣措施。


         ?。?)對恒功率變頻電動機,當轉速超過3000/min時,應采用耐高溫的特殊潤滑脂,以補償軸承的溫度升高。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          普通電機與變頻電機的價格區別


          15KW功率的普通電機與變頻電機的價格相差不會超過1000元。普通電機與變頻電機區別:1、變頻電機安裝單獨的冷卻風扇,風扇單獨接電源,目的是為了低頻時加強冷卻;2.變頻電機的絕緣等級高,一般是F級,因為變頻器輸出電流有諧波,諧波會引起電機發熱。如果電機不會出現低30HZ以下對應的速度,用普通電機也可以。


          變頻變壓控制對普通電機的影響:


          1、電動機的效率和溫升的問題


          不論那種形式的變頻器,在運行中均產生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機在非正弦電壓、電流下運行。拒資料介紹,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為調制比)。


          高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,最為顯著的是轉子銅(鋁)耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應的同步轉速旋轉的,因此,高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條后,便會產生很大的轉子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應所產生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運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%。


          2、電動機絕緣強度問題


          目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫,這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓,使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外,由PWM變頻器產生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上,會對電動機對地絕緣構成威脅,對地絕緣在高壓的反復沖擊下會加速老化。


          3、諧波電磁噪聲與震動


          普通異步電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加復雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時,將產生共振現象,從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬,轉速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構件的固有震動頻率。


          4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力


          由于采用變頻器供電后,電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動,并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動,為實現頻繁啟動和制動創造了條件,因而電動機的機械系統和電磁系統處于循環交變力的作用下,給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          5、低轉速時的冷卻問題


          首先,異步電動機的阻抗不盡理想,當電源頻率較底時,電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次,普通異步電動機再轉速降低時,冷卻風量與轉速的三次方成比例減小,致使電動機的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實現恒轉矩輸出。


          同步電動機:


          特點:


          1、 功率因數超前,一般額定功率因數為0.9,有利于改善電網的功率因數,增加電網容量。


          2、 運行穩定性高,當電網電壓突然下降到額定值的80%時,其勵磁系統一般能自動調節實行強行勵磁,保證電動機的運行穩定。


          3、 過載能力比相應的異步電動機大。


          4、 運行效率高,尤其是低速異步電動機。


          啟動方式


          1、 異步啟動法,,同步電動機多數在轉子上裝有類似與異步電機籠式繞組的啟動繞組。再勵磁回路串接約為勵磁繞組電阻值10倍的附加電阻來構成閉合電路,把同步電動機的定子直接接入電網,使之按異步電動機啟動,當轉速達到亞同步轉速(95%)時,再切除附加電阻。


          2、 變頻啟動,用變頻器啟動,不在贅述。


          應用


          作過油田節電的師傅都知道,油田的抽油機電機,由于要求的啟動轉矩大,工程師設計時一般將電機設計的很大,這就出現“大馬拉小車”現象,如:55KW的抽油機電機,再平衡塊基本調好后,其實際有功一般在十幾個KW,有時還小。我曾做過這樣的改造,將抽油機55KW異步電動機改為22KW同步電機,后用變頻器控制,當然也可以根據排液量或別的信號進行自動控制。節電率可達40%。


          因此,異步電動機,同步電動機,變頻電動機三者各有特點,主要看您所控制的工況環境,當然還要根據工程成本,能用異步電機盡量用異步電動機。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          異步電機與變頻電機的區別


          大家都知道變頻電機是異步電機的一種,也知道異步電機可以用變頻器來進行控制。那么問題來了,一個普通的異步電機支持變頻器來驅動,那它是不是等于一個變頻電機呢?


          答案肯定是不一樣的。讓我們來看一下異步電機與變頻電機的發展史:


          電機深深的走入了我們的生活,可以說它是無處不在,而我們用的最為普遍的就是異步電機。隨著時代的發展,工作在工頻下的異步電機已經邁向了變頻時代,大大的提高了異步電機的發展空間。


          我們都知道普通的異步電機只能在AC380V/50HZ的條件下運行,可以在標準的正弦波下工作。其基本特點是轉子繞組不需與其他電源相連,定子電流直接取自交流電力系統;與其他電機相比,異步電動機的結構簡單,制造、使用、維護方便,運行可靠性高,重量輕,成本低。有人說變頻電機不就是在異步電機的基礎上加了個變頻器么,反正都能工作??此麄兊墓ぴ磉@樣說好像是對的,其實不然,變頻電機的各項指標設計都不同于普通的異步電機。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          變頻電機的成長充滿了坎坷。從字面上我們可以有個初步的了解,即為頻率可以改變的電機,普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的,不可能完全適應變頻調速的要求,變頻電機,通過變頻器調制輸出波形來控制電機的工作狀態。PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫,可以說它打破了電機只能在工頻電路工作的這一個局限,大大的提高了工作效率。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          變頻器對電機的影響:


          1、電動機的效率和溫升的問題


          2、電動機絕緣強度問題


          3、諧波電磁噪聲與震動


          4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力


          5、低轉速時的冷卻問題


          只有克服了這些問題才能夠正常的工作,為了能夠有更高性能的變頻電機,人們就要在變頻器的影響下能夠讓電機有更好的工作效果,就要克服很多問題,通過變頻器輸出控制電機的工作狀態。由于其具有較寬的工作范圍,可在0.1HZ ~ 130HZ范圍內長期運行。同時變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電,含有大量諧波,處理不當會嚴重的影響電機的壽命。


          普通電機與變頻電機的區別,異步電機與變頻電機的區別


          在結構設計上,由于繞組的沖擊電壓很高,就要加強對地絕緣和線匝絕緣強度。電機的振動、噪聲方面要考慮電動機構件及整體的剛性,以避開與各次力波產生共振現象。散熱時要采用主電機散熱風扇有獨立的電機驅動。電磁設計上要減小定子電阻,即需要降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅耗增加,為抑制電流中的高次諧波,適當增加電動機的電感,保證整個調速范圍內做到阻抗匹配。做到這些才達到了變頻電機的剛性需求。


          異步電動機,變頻電動機各有特點,為了更合理的選擇電機,要根據工作方式、實際的工作環境,等一系列的條件。由于變頻電機的機械結構,電氣參數的設計都不同于異步電機。而根據更苛刻的工作方式與要求,變頻電機勝任的幾率更大,但是成本較高。
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