變頻器驅動下的異步電機設計研究

石興全

摘 要：由于全球資源逐步陷入枯竭狀態(tài)，人類需要在這一環(huán)境下盡快尋找出較為節(jié)能的資源。在我國，產電總量的一半以上將用于異步電機，所以需要合理使用異步電機才能夠進一步解決節(jié)能問題。在異步電機當中使用變頻器對其驅動，其工作原理則是變頻器根據不同的工作狀況來調整異步電機的轉速，從而達到節(jié)能的效果。

關鍵詞：變頻器驅動;異步電機;研究設計

變頻調速技術也逐漸隨著我國工業(yè)革命的發(fā)展而逐漸大范圍應用，同時各個工廠也逐漸的對異步電機搭載變頻器之后的工作性能重視。在變頻供電這一形勢下，高次諧波會在電流與電壓當中產生，使異步電機的性能受到一定程度的影響。沒有搭載變頻器的異步電機雖然在運行當中可以有效節(jié)能，但是搭載變頻器的異步電機能夠相對運行到理想狀態(tài)。

1變頻器驅動下異步電機概述

在電氣傳動當中已逐步的將變頻調速技術作為重點研究，同時變頻調速技術擁有眾多優(yōu)點，并且結合了許多高新技術，該技術也能夠在機械、化工等許多行業(yè)當中運用，這一傳統(tǒng)技術也擁有較好的發(fā)展前景。異步電機在變頻器的驅動下能夠擁有以下的優(yōu)點：第一，制造方便。異步電機在變頻器的驅動下的轉子是不會纏線的，所以變頻器驅動下的異步電機結構、維護相較傳統(tǒng)的異步電機來說比較簡單方便。第二，性能穩(wěn)定。異步電機在變頻器的加持下，能夠使異步電機的起制動性能發(fā)揮到極致，因此異步電機的各級能夠平滑的調速，均需要在變頻器的驅動下完成，同時也使異步電機的調速性能非常穩(wěn)定。第三，電機啟動性能良好。在異步電機開始啟動時，通過變頻器進行調頻使電壓對其供電，使通過異步電機的電流較小，保障了異步電機的啟動。第四，具有明顯的節(jié)能效果。異步電機在變頻器的驅動下能夠根據電機的負載量自行調節(jié)電機的轉速，不僅能夠保證異步電機的工作質量，同時也能夠提高異步電機的工作效率，并且是異步電機在工作當中達到節(jié)能的效果。

2變頻器驅動下異步電機轉子槽的設計

使電機由電能轉變?yōu)閯幽艿慕Y構是轉子槽，轉子槽在運行當中所產生的電阻以及電磁感應都會使電機的運行功率大大損耗，所以為了減少電阻以及電磁感應對電機的影響，就需要設計出優(yōu)秀的異步電機轉子槽，從而在一定程度上減少在工作當中產生的電阻以及電磁感應。異步電機通過變頻器使電機在工作當中降壓、升壓、降頻和升頻，并且通過降壓和降頻實現異步電機的起動，使異步電機的起動電流大大減少。但是變頻器驅動下的異步電機相較于傳統(tǒng)的異步電機來說，能夠將異步電機的齒諧波很好的抑制，這也是變頻器驅動下的異步電機所具有的特點。傳統(tǒng)的異步電機為了能夠使電機在起步時增加轉矩，通常會將異步電機的轉子槽設置成雙鼠籠槽或深槽，然而異步電機在變頻器的驅動下能夠隨時的轉換頻率，使電機在特定時間內能夠達到最大轉矩起動。

例如，在對轉子槽設計之前，企業(yè)當中的設計部門可以先討論轉子槽在工作當中如何才能產生較小的電阻以及電磁感應，通過理性的探討與計算，先確定出轉子槽的工作模式;其次設計部門根據已經確定的工作模式對轉子槽進行設計，隨后對多種設計圖稿進行可行性分析，確保轉子槽在工作當中產生的電阻以及電磁感應較小，以便是異步電機在工作當中的效率能夠有所提高。同時對變頻器驅動下的異步電機進行轉換頻率的優(yōu)化，由于異步電機在工作當中不能夠平滑的調整頻率，并且不能夠及時的根據異步電機的負載量進行調整。設計師也需要對這一現象進行分析，通過多次實驗來使異步電機及時分析出當前負載量，并且發(fā)出相應的指令是異步電機進行頻率的調整，從而使變頻器驅動下的異步電機能夠達到節(jié)能環(huán)保的目的。

3變頻器驅動下異步電機絕緣的設計

變頻器即調節(jié)速度的裝置不僅能夠改變異步電機的使用速度，還能夠調節(jié)其使用電壓與電流，同時異變電機通常以非正弦的方式進行供電，并且調節(jié)裝置與異步電機之間存在著一定的關聯，若兩者之間連接的電纜過長，就會使電機的波阻抗大于電纜這個中間媒介的波阻抗，導致電機遭受巨大脈沖的沖擊，從而攻擊電機上的絕緣系統(tǒng)，在一定程度上造成了損壞，同時脈沖的特點就是能夠在短時間內提升電壓，進而在局部進行放電，因此就凸顯了絕緣系統(tǒng)的重要性，此外對于異步電機來說，涉及到的系統(tǒng)、絕緣物質以及各種參數的設定都比較復雜，因此要對其包含的各種信息以及數據進行嚴密的檢查，充分了解各種設定的目的，以及更改相關的信息所帶來的問題，同時異步電機由于需要用電纜與其余的裝置進行連接，所以對于電纜有一定的要求，只有增加了電纜的長度才能達到電機放電的范圍，這就需要在選擇導線方面要嚴格謹慎，不僅要具備抗擊穿抗高溫的能力，還要避免在運輸以及捆綁的過程出現損壞的情況。

例如：變頻器驅動下的異步電機具有其獨特的性能，因此要充分了解異步電機的設計方式，需要達到的目的，包含的信息以及需要注意的事項。首先異步電機的內部結構比較復雜，包含了重要且復雜的電機基本信息，通過上網查閱相關的書籍以及資料幫助了解其的構造，之后對于各種電磁負荷的設定都要嚴格按照公式進行重復多次的計算求得，能夠達到預期的使用效果，減少與實際的偏差，其次就是異步電機與變頻器的調速裝置之間需要較長的電纜進行連接，這就會出現波阻抗的現象，會對電機的正常運行產生一定的影響，所以要對產生的波進行控制，避免其頻率發(fā)生變化，可以在電機的等效電路中重新計算參數，減少電壓與電流的變化，之后就是相連接的電纜，要先去市場進行調研勘測，尋找長度較長并且絕緣性能良好的導線，之后根據性價比進行篩選，選擇耐高溫扛軟化的電纜作為中介進行連接。

4結束語

變頻器的發(fā)明與應用極大的促進了異步電機的發(fā)展與進步，變頻器的更新與驅動下，導致對異步電機的要求越來越高，不僅能夠與實際的運行系統(tǒng)相匹配，還需要綜合考慮電機的使用效率，各種參考數據以及信息，最后就是電機的實時動態(tài)，通過對異步電機的設計特點進行全面的了解，需要在電機的各個方面以及系統(tǒng)進行一定程度的優(yōu)化，根據實際的運行及時的調整電機相關的數據，使其能夠滿足現代化生產的需求。

參考文獻：

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