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變頻電機

  隨著電力電子技術及新型半導體器件的迅速發展 ,交流調速技術得到不斷的完善和提高 ,逐步完善的變頻電機以其良好的輸出波形、優異的性能價格比在交流電機上得到廣泛應用。 例如: 鋼廠用于軋鋼的大型電動機和中、小型輥道電動機、鐵路及城市軌道交通用牽引電機、電梯電機、集裝箱起吊設備用起重電機、水泵和風機用電機、壓縮機、家用電器用電機等都相繼使用交流變頻調速電機 ,并取得了良好效果。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。

  近年來 ,國際上變頻調速傳動裝置以每年 13 %~ 16% 的增長率發展 ,并有逐步取代大部分直流調速傳動裝置的趨勢。 由于以恒頻、恒壓電源進行工作的普通異步電機應用于變頻調速系統時 ,存在著很大的局限性 ,國外發展了根據使用場合和使用要求而設計的專用的變頻交流電動機。例如 ,有低噪音、低振動用的電機 ,有提高低速轉矩特性的電機 ,有高速電機 ,有帶測速發電機的電機以及矢量控制電機等。異步電動機的轉速當轉差率變化不大時,轉速正比于頻率,可見改變電源頻率就能改變異步電動機的轉速。在變頻調速時,總希望主磁通保持不變。若主磁通大于正常運行時的磁通,則磁路過飽和而使勵磁電流增大,功率因數降低;若主磁通小于正常運行時的磁通,則電機轉矩下降。

  變頻電機工作原理:

  先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻電機的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

  變頻電機選型時要確定以下幾點:

  1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。

  2) 變頻電機的負載類型;如葉片泵或容積泵等,特別注意負載的性能曲線,性能曲線決定了應用時的方式方法。

  3) 變頻電機與負載的匹配問題;

  電壓匹配;變頻電機的額定電壓與負載的額定電壓相符。電流匹配;普通的離心泵,變頻電機的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數,以最大電流確定變頻電機電流和過載能力。轉矩匹配;這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發生。

  4) 在使用變頻電機驅動高速電機時,由于高速電機的電抗小,高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻電機的選型,其容量要稍大于普通電機的選型。

  5) 變頻電機如果要長電纜運行時,此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻電機出力不足,所以在這樣情況下,變頻電機容量要放大一檔或者在變頻電機的輸出端安裝輸出電抗器。

  6) 對于一些特殊的應用場合,如高溫,高海拔,此時會引起變頻電機的降容,變頻電機容量要放大一擋。

  變頻電機接線:

  變頻電動機的接線方法與普通電機相同,一般為星形接法,不同的是變頻電機后面帶一個獨立的散熱風扇,對電機進行強制冷卻.

  把三相電源三個繞組的末端、X、Y、Z連接在一起,成為一公共點O,從始端A、B、C引出三條端線,這種接法稱為“星形接法”又稱“Y形接法”。三相電源是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個正弦電源以一定方式連接向外供電的系統。三相電源的聯接方式有Y形和△形兩種。

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