Den huvudsakliga skillnaden mellan en motor som drivs av en frekvensomvandlingsströmförsörjning och en motor som drivs av en sinusvåg på nätfrekvensen är att den å ena sidan arbetar inom ett brett frekvensområde från lågfrekvens till högfrekvens, och å andra sidan är effektvågformen icke-sinusformad. Genom Fourierserieanalys av spänningsvågformen innehåller strömförsörjningsvågformen mer än 2N övertoner utöver grundvågskomponenten (kontrollvåg) (antalet modulationsvågor i varje halva av kontrollvågen är N). När SPWM AC-omvandlaren matar ut effekt och applicerar den på motorn, kommer strömvågformen på motorn att visas som en sinusvåg med överlagrade övertoner. Den övertonsliknande strömmen genererar en pulserande magnetisk flödeskomponent i den asynkrona motorns magnetiska krets, och den pulserande magnetiska flödeskomponenten läggs över det huvudsakliga magnetiska flödet, så att det huvudsakliga magnetiska flödet innehåller en pulserande magnetisk flödeskomponent. Den pulserande magnetiska flödeskomponenten gör också att den magnetiska kretsen tenderar att mättas, vilket har följande effekter på motorns drift:
1. Pulserande magnetiskt flöde genereras
Förlusterna ökar och effektiviteten minskar. Eftersom utgången från den variabla frekvensströmförsörjningen innehåller ett stort antal höga övertoner, kommer dessa övertoner att producera motsvarande koppar- och järnförbrukning, vilket minskar driftseffektiviteten. Även SPWM sinusformad pulsbreddsteknik, som används flitigt för närvarande, hämmar endast de låga övertonerna och minskar motorns pulserande vridmoment, vilket förlänger motorns stabila driftområde vid låg hastighet. Och de högre övertonerna minskar inte bara inte, utan ökar. I allmänhet, jämfört med sinusströmförsörjningen med nätfrekvens, minskar effektiviteten med 1% till 3%, och effektfaktorn minskar med 4% till 10%, så motorns övertonsförlust under frekvensomvandlingsströmförsörjningen är ett stort problem.
b) Generera elektromagnetisk vibration och brus. På grund av förekomsten av en serie övertoner av högre ordning kommer även elektromagnetisk vibration och brus att genereras. Hur man minskar vibrationer och brus är redan ett problem för sinusvågsdrivna motorer. För motorer som drivs av växelriktaren blir problemet mer komplicerat på grund av strömförsörjningens icke-sinusformade natur.
c) Lågfrekvent pulserande vridmoment uppstår vid låg hastighet. Syntes av harmonisk magnetomotorisk kraft och rotorns harmoniska ström, vilket resulterar i konstant harmoniskt elektromagnetiskt vridmoment och alternerande harmoniskt elektromagnetiskt vridmoment. Det alternerande harmoniska elektromagnetiska vridmomentet kommer att göra att motorn pulserar, vilket påverkar den stabila driften vid låg hastighet. Även om SPWM-moduleringsläget används, jämfört med sinusströmförsörjningen med nätfrekvens, kommer det fortfarande att finnas en viss grad av lågordningens övertoner, vilket kommer att producera pulserande vridmoment vid låg hastighet och påverka motorns stabila drift vid låg hastighet.
2. Generera impulsspänning och axiell spänning (ström) till isoleringen
a) Stötspänning uppstår. När motorn är igång överlagras den pålagda spänningen ofta med den stötspänning som genereras när komponenterna i frekvensomvandlaren kommuteras, och ibland är stötspänningen hög, vilket resulterar i upprepade elektriska stötar mot spolen och skador på isoleringen.
b) Genererar axiell spänning och axiell ström. Genereringen av axelspänning beror huvudsakligen på förekomsten av magnetisk kretsobalans och elektrostatisk induktion, vilket inte är allvarligt i vanliga motorer, men det är mer framträdande i motorer som drivs av variabelfrekvensströmförsörjning. Om axelspänningen är för hög kommer smörjtillståndet hos oljefilmen mellan axeln och lagret att skadas och lagrets livslängd att förkortas.
c) Värmeavledningen påverkar värmeavledningseffekten vid låg hastighet. På grund av det stora hastighetsregleringsomfånget för en variabelfrekvensmotor körs den ofta med låg hastighet vid låg frekvens. Eftersom hastigheten är mycket låg är kylluften som tillhandahålls av den självkylningsmetod som används av en vanlig motor otillräcklig, och värmeavledningseffekten minskar, och oberoende fläktkylning måste användas.
Mekanisk påverkan är benägen att orsaka resonans, och generellt sett kommer alla mekaniska anordningar att producera resonansfenomen. Emellertid bör motorer som körs med konstant effektfrekvens och hastighet undvika resonans med den mekaniska naturliga frekvensen hos det elektriska frekvenssvaret på 50 Hz. När motorn drivs med frekvensomvandling har driftsfrekvensen ett brett spektrum, och varje komponent har sin egen naturliga frekvens, vilket gör det enkelt att få den att resonera vid en viss frekvens.
Publiceringstid: 25 februari 2025