變頻電源供電電動機的技術分析

楊顯波

摘要

變頻電源在許多領域都有著廣泛應用，通過對其合理應用，可以完成相應的供電操作。供電電動機是變頻電源的一項重要技術，在對變頻電源進行應用期間，為了確保其應用的合理性，以及在供電過程中不會出現任何問題，應當從實際出發，做好對供電電動機技術的分析。

【關鍵詞】變頻電源 電動機 電壓

變電電源供電電動機與工頻正弦波供電電動機存在一定的差別，這種差別主要體現在，變頻電機在實際運行過程中，使由低頻到高頻范圍運行。同時，變頻器在實際換流期間，電動機在運行期間，會釋放電感貯能，該情況的存在，將會導致電壓發生突變，致使電源波形發生變化，不再是正弦，這也就會電源的運行造成影響。由此可見，需要做好相應的分析工作，確保變頻電源運行過程中不會出現任何問題。

1 運行的能耗及效率問題

變頻電源在實際輸出過程中會包含大量的高次諧波，受該因素影響，電動機電流波會呈現疊加諧波正弦波。不同的頻率和振幅的磁通諧波和電流都會導致轉子銅耗、銅耗、鐵耗以及相應的附加損耗，其轉子銅耗最為明顯。這些損耗現象的存在將會降低電動機在實際運行過程中的效率和功率因素，其功率因素下降了約5%-10%，效率則下降了1.5%-3.0%。與此同時，這些損耗中的大部分都轉變為熱能，導致電機會出現附加發熱，進而還會引起變頻電機的溫度上升。因此，變頻電源供電電動機在運行期間，為了確保其運行效率處于一個合理的范圍內，同時允許相應的溫度上升，在與普通三相異步電動機的冷卻條件及結構都相同的情況下，在設計變頻電機時，應當采取較低的氣隙磁密和電負荷。

除此之外，轉子繞組保持常熟運行期間，為了完成對轉子繞組漏磁通的合理補償，氣隙磁通的具體密度應當隨著負載轉矩的增加而不斷提高。同時，定子繞組電流變大時，定子槽漏磁通也會變大，這也就會導致扼部及定子齒磁通密度變大。由此可見，設計電機過程中，如果依據定額運行狀態進行，針對定子鐵芯及氣隙留有一定的余地，通過該方式，避免供電電動機在運行期間出現過分飽和狀態，從而確保電機在實際運行期間不會出現任何問題。

2 供電電動機運行期間出現的不良情況

2.1 電磁振動及噪音

變頻器傳動電機過程中，因為輸出電壓電流中具有高次諧波分量，這也就會導致氣隙高次諧波磁通量會有所增加，從而將會形成磁振動和噪音。電磁噪音的具體特點如下：

（1）位于轉子固有頻率附近的區域，噪音相對較大，這將會其運行的合理性和穩定性造成不良影響。

（2）鐵芯機殼軸承等部位的噪音較大。

（3）傳動電動機在具體運行期間，會形成刺耳噪音，這種噪音與控制開關的頻率有著一定關系。

通常來說，對于振動和噪音的抑制，可以采取下列幾種措施進行：

（1）將交流電抗器連接在變頻器輸出側。若電磁轉矩預留，可以適當的選取相對較小的U/f。對特殊電動機進行應用，同時可以在噪音相對較為嚴重的情況下，對電機軸系統的固有頻率的諧振進行詳細檢查，及時發現問題，并對問題加以解決。

（2）為了消除或消減振動，可以將交流電抗器連接在變頻器輸出側，通過對其進行應用，吸收變頻器輸出電流中存在的高次諧波電流成分，為了確保變頻電源在運行期間不會出現問題，要采用正弦波方式的變頻器，通過該方式可以減少脈動轉矩。在裝置中，電動機與負載相互連接構成的機械系統能夠有效紡織振動情況的發生。

2.2 形成對絕緣的沖擊

變頻器在具體應用期間，在換流期間，受多方面因素的影響，電動機此時釋放一定量的電感貯能，該情況的存在，將會導致電壓發生突發現象，同時，受疊加在運行電壓上各項因素的影響，將會形成沖擊電壓，這勢必會對電動機在應用期間，對地絕緣的形成產生一定威脅。在電動機繞組上加設高頻陡峭波前的脈沖電壓，此時，繞組的內容將會受多方面因素的影響，從而形成高頻振蕩，在實際振蕩期間，將會在繞組首末端幾匝形成點位梯度，這些梯度的存在，勢必會對繞組匝間絕緣造成較為嚴重的威脅，情況嚴重時會設置會影響繞組的性能，對裝置造成破壞。受環流次數與陡峭波前電壓沖擊頻率較為頻繁因素影響，這勢必會造成絕緣反復沖擊老化，同時還會伴隨著電暈放電引起的各種不良的腐蝕問題，從而造成絕緣惡化，導致絕緣變質變快，對裝置的性能以及應用都會造成不良影響。基于此，應當從實際出發，提高電機的絕緣性，并且要使電機的整體機械強度得到進一步提高，從變頻電機運行過程中的具體應用情況來看，其絕緣強敵應當具有如下特點：

（1）不錯的耐沖擊電壓性能，避免遭受破壞。

（2）優秀的耐局部放電功能，以免由于局部出現嚴重放電，對其應用造成不良影響。

（3）良好的耐老化、耐熱性能，延長裝置的應用壽命，其是作用可以得到充分發揮。

在材料的選擇過程中，應當將耐電暈聚酞亞胺薄膜作為絕緣結構的一項主要材料。針對功率不到300kW的變頻電動機，為了保證變頻電動機在運行期間不會出現問題，保證運行的穩定性，通常會采用圓漆包線對電磁線進行處理，而對于高于300kW的變頻電動機，應當采用整嵌繞組，所有的電磁采用的都為聚酞亞胺薄膜繞包燒結導線，這樣可以確保整個變頻電動機運行的安全性。

3 結束語

變頻調速異步電動機與普通異步電動機相比有著許多不同之處，前者在實際運行過程中采取變頻器完成相應的操作，其在實際運行過程中的性能與調速系統設計有著密切聯系。設計變速調速級過程中，不僅要注意本機和調速系統，而且要確保設計自身的靈活性，這也使高頻變速系統設計變得更加復雜。因此，要從整體對電機的實際設計情況進行優化，從而確保其最終運行的合理性。

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