Η κύρια διαφορά μεταξύ του κινητήρα που τροφοδοτείται από τροφοδοτικό μετατροπής συχνότητας και του κινητήρα που τροφοδοτείται από ημιτονοειδές κύμα συχνότητας ισχύος είναι ότι, αφενός, λειτουργεί σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων από χαμηλή έως υψηλή συχνότητα, και αφετέρου, η κυματομορφή ισχύος είναι μη ημιτονοειδής. Μέσω ανάλυσης σειρών Fourier της κυματομορφής τάσης, η κυματομορφή τροφοδοσίας περιέχει περισσότερες από 2N αρμονικές εκτός από τη θεμελιώδη συνιστώσα κύματος (κύμα ελέγχου) (ο αριθμός των κυμάτων διαμόρφωσης που περιέχονται σε κάθε μισό του κύματος ελέγχου είναι N). Όταν ο μετατροπέας AC SPWM εξάγει ισχύ και την εφαρμόζει στον κινητήρα, η κυματομορφή ρεύματος στον κινητήρα θα εμφανιστεί ως ημιτονοειδές κύμα με επικαλυπτόμενες αρμονικές. Το αρμονικό ρεύμα θα δημιουργήσει μια παλλόμενη συνιστώσα μαγνητικής ροής στο μαγνητικό κύκλωμα του ασύγχρονου κινητήρα, και η παλλόμενη συνιστώσα μαγνητικής ροής επικαλύπτεται στην κύρια μαγνητική ροή, έτσι ώστε η κύρια μαγνητική ροή να περιέχει μια παλλόμενη συνιστώσα μαγνητικής ροής. Η παλλόμενη συνιστώσα μαγνητικής ροής κάνει επίσης το μαγνητικό κύκλωμα να τείνει να είναι κορεσμένο, γεγονός που έχει τις ακόλουθες επιπτώσεις στη λειτουργία του κινητήρα:
1. Παράγεται παλμική μαγνητική ροή
Οι απώλειες αυξάνονται και η απόδοση μειώνεται. Επειδή η έξοδος της τροφοδοσίας μεταβλητής συχνότητας περιέχει μεγάλο αριθμό αρμονικών υψηλής τάξης, αυτές οι αρμονικές θα παράγουν την αντίστοιχη κατανάλωση χαλκού και σιδήρου, μειώνοντας την απόδοση λειτουργίας. Ακόμη και η τεχνολογία ημιτονοειδούς πλάτους παλμού SPWM, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα, αναστέλλει μόνο τις χαμηλές αρμονικές και μειώνει τη ροπή παλμού του κινητήρα, επεκτείνοντας έτσι το σταθερό εύρος λειτουργίας του κινητήρα σε χαμηλή ταχύτητα. Και οι υψηλότερες αρμονικές όχι μόνο δεν μειώθηκαν, αλλά αυξήθηκαν. Γενικά, σε σύγκριση με την τροφοδοσία ημιτονοειδούς συχνότητας ισχύος, η απόδοση μειώνεται κατά 1% έως 3% και ο συντελεστής ισχύος μειώνεται κατά 4% έως 10%, επομένως η απώλεια αρμονικών του κινητήρα υπό την τροφοδοσία μετατροπής συχνότητας αποτελεί μεγάλο πρόβλημα.
β) Δημιουργούν ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις και θόρυβο. Λόγω της ύπαρξης μιας σειράς αρμονικών υψηλής τάξης, θα δημιουργηθούν επίσης ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις και θόρυβος. Ο τρόπος μείωσης των κραδασμών και του θορύβου αποτελεί ήδη πρόβλημα για τους κινητήρες που τροφοδοτούνται με ημιτονοειδές κύμα. Για τον κινητήρα που τροφοδοτείται από τον μετατροπέα, το πρόβλημα γίνεται πιο περίπλοκο λόγω της μη ημιτονοειδούς φύσης της τροφοδοσίας.
γ) Η χαμηλής συχνότητας παλμική ροπή εμφανίζεται σε χαμηλή ταχύτητα. Η αρμονική μαγνητεγερτική δύναμη και η σύνθεση αρμονικού ρεύματος του ρότορα, με αποτέλεσμα σταθερή αρμονική ηλεκτρομαγνητική ροπή και εναλλασσόμενη αρμονική ηλεκτρομαγνητική ροπή, θα κάνουν τον κινητήρα να παλμοποιείται, επηρεάζοντας έτσι τη σταθερή λειτουργία σε χαμηλή ταχύτητα. Ακόμα και αν χρησιμοποιηθεί η λειτουργία διαμόρφωσης SPWM, σε σύγκριση με την τροφοδοσία ημιτονοειδούς συχνότητας ισχύος, θα εξακολουθεί να υπάρχει ένας ορισμένος βαθμός αρμονικών χαμηλής τάξης, οι οποίες θα παράγουν παλμική ροπή σε χαμηλή ταχύτητα και θα επηρεάσουν τη σταθερή λειτουργία του κινητήρα σε χαμηλή ταχύτητα.
2. Δημιουργήστε τάση ώθησης και αξονική τάση (ρεύμα) στη μόνωση
α) Παρουσιάζεται τάση υπερτάσεων. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, η εφαρμοζόμενη τάση συχνά υπερτίθεται στην τάση υπερτάσεων που παράγεται όταν τα εξαρτήματα στη συσκευή μετατροπής συχνότητας μεταγωγούνται και μερικές φορές η τάση υπερτάσεων είναι υψηλή, με αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενη ηλεκτροπληξία στο πηνίο και ζημιά στη μόνωση.
β) Δημιουργία αξονικής τάσης και αξονικού ρεύματος. Η δημιουργία τάσης άξονα οφείλεται κυρίως στην ύπαρξη ανισορροπίας μαγνητικού κυκλώματος και φαινομένου ηλεκτροστατικής επαγωγής, το οποίο δεν είναι σοβαρό σε συνηθισμένους κινητήρες, αλλά είναι πιο έντονο σε κινητήρες που τροφοδοτούνται με τροφοδοσία μεταβλητής συχνότητας. Εάν η τάση άξονα είναι πολύ υψηλή, η κατάσταση λίπανσης της μεμβράνης λαδιού μεταξύ του άξονα και του ρουλεμάν θα υποστεί ζημιά και η διάρκεια ζωής του ρουλεμάν θα μειωθεί.
γ) Η απαγωγή θερμότητας επηρεάζει την απαγωγή θερμότητας κατά τη λειτουργία σε χαμηλή ταχύτητα. Λόγω του μεγάλου εύρους ρύθμισης ταχύτητας του κινητήρα μεταβλητής συχνότητας, συχνά λειτουργεί σε χαμηλή ταχύτητα σε χαμηλή συχνότητα. Σε αυτή τη περίπτωση, επειδή η ταχύτητα είναι πολύ χαμηλή, ο αέρας ψύξης που παρέχεται από τη μέθοδο ψύξης με αυτόματο ανεμιστήρα που χρησιμοποιείται από τον συνηθισμένο κινητήρα είναι ανεπαρκής και η απαγωγή θερμότητας μειώνεται και πρέπει να χρησιμοποιείται ανεξάρτητη ψύξη με ανεμιστήρα.
Η μηχανική επίδραση είναι επιρρεπής σε συντονισμό, γενικά, οποιαδήποτε μηχανική συσκευή θα παράγει φαινόμενο συντονισμού. Ωστόσο, ο κινητήρας που λειτουργεί με σταθερή συχνότητα ισχύος και ταχύτητα θα πρέπει να αποφεύγει τον συντονισμό με τη μηχανική φυσική συχνότητα της ηλεκτρικής απόκρισης συχνότητας των 50Hz. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί με μετατροπή συχνότητας, η συχνότητα λειτουργίας έχει ένα ευρύ φάσμα και κάθε στοιχείο έχει τη δική του φυσική συχνότητα, η οποία είναι εύκολο να το κάνει να συντονίζεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Φεβρουαρίου 2025