普通電機(jī)為什么不能當(dāng)變頻電機(jī)使用?電機(jī)的絕緣強(qiáng)度能否承受變頻器的載波頻率?
答:普通電機(jī)的設(shè)計上為工頻50/60HZ,沒有獨(dú)立的散熱系統(tǒng),線圈繞組的漆包線都是耐溫不高的漆包線,也就是絕緣等級達(dá)不到要求;機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承與機(jī)械強(qiáng)度不能滿足60Hz以上頻率的沖擊;普通三相異步電動機(jī)見下圖所示。
而變頻器與電機(jī)啟動運(yùn)行時都是從低頻往上逐步上升到設(shè)置的額定頻率的;這樣普通電機(jī)的電磁負(fù)荷曲線就不能滿足需要了,普通電機(jī)的工作點基本上在磁飽和拐點;如果頻率超過60Hz后,電機(jī)容易飽和,產(chǎn)生較高的激磁電流而使普通電機(jī)發(fā)熱。變頻電機(jī)如下圖所示。
對于提問者所說的變頻器的載波對電機(jī)的影響,可以從下面兩個方面進(jìn)行分析。
(1) 變頻器低頻運(yùn)行對普通電動機(jī)的影響
所謂低頻運(yùn)行,一般是指電動機(jī)在低于 1/2 額定頻率的狀態(tài)下運(yùn)行,即在 25Hz 以下運(yùn)行。這時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速大幅降低,電動機(jī)冷卻風(fēng)扇風(fēng)量不足,電動機(jī)溫度將升高。如果采用普通電動機(jī)(而非專用的變頻電動機(jī)),則電動機(jī)就不能承受額定負(fù)載而必須減輕負(fù)載。如果負(fù)載不能減輕,就得更換更大容量的電動機(jī),變頻器的容量也要隨之換大。 轉(zhuǎn)速降低對電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩影響如下:1/2 轉(zhuǎn)速時,輸出轉(zhuǎn)矩約降低 10%;1/3 轉(zhuǎn)速時,輸出轉(zhuǎn)矩約降低 20%。
另外,低頻運(yùn)行時,變頻器的輸出波形中高次諧波含量將會變大,會明顯增加輸出導(dǎo)線和電動機(jī)的溫升,并對周圍用電設(shè)備產(chǎn)生電子干擾。干擾嚴(yán)重時,還有可能造成變頻器的控制信號失常,甚 至停機(jī)。 低頻運(yùn)行時,還會大大增加電動機(jī)的電磁噪聲。
(2)變頻器高頻運(yùn)行對普通電動機(jī)的影響
變頻器能輸出工頻以上的頻率,但普通籠型電動機(jī)是以在工頻下運(yùn)轉(zhuǎn)為前提而制造的,如果頻率過高,將造成軸承損壞,風(fēng)扇損壞,定子繞組端子綁扎松脫、變形等,因此若在工頻以上頻率下使用時,必須確認(rèn)電動機(jī)最高允許頻率范圍。對于普通電動機(jī)帶有齒輪箱裝置的機(jī)械負(fù)載來說,最高允許頻率還會受到齒輪傳動裝置及潤滑脂(油)等因素的限制。
以上為個人觀點,僅供提問者和頭條上有需要了解的閱讀者們參考,希望對大家有一點幫助。
知足常樂2019.6.23日于上海
在產(chǎn)品設(shè)計時,為保證產(chǎn)品質(zhì)量。電機(jī)選取采用的是變頻電動機(jī)。
變頻電動機(jī)絕緣等級高于普通三相異步電動機(jī)。
變頻電動機(jī)的絕緣等級一般采用F級。最高允許溫度155 。普通電機(jī)的絕緣等級一般是B級。最高允許溫度130 。
變頻電動機(jī)有帶獨(dú)立風(fēng)扇的。有不帶的。公司都用過南陽電動機(jī)產(chǎn)品。
在防護(hù)等級IP54以上,建議用帶獨(dú)立風(fēng)扇的變頻電動機(jī)。因為防護(hù)等級高散熱性差一點。
最主要的原因是電機(jī)的發(fā)熱散熱問題。普通電機(jī)的散熱風(fēng)扇是和電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動的,也就是說普通電機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速跟電機(jī)轉(zhuǎn)速是一致的,當(dāng)電機(jī)變頻降低轉(zhuǎn)速時,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越低散熱能力越差,最終會導(dǎo)致電機(jī)燒壞。所以普通電機(jī)若在低頻率下運(yùn)行很容易導(dǎo)致電機(jī)燒壞。反觀變頻電機(jī),其具有單獨(dú)供電的散熱風(fēng)扇,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不受電機(jī)運(yùn)行頻率影響,因此沒有低頻散熱問題。
我是電子及工控技術(shù),我來回答這個問題。我認(rèn)為三相普通異步電機(jī)能否代替變頻電機(jī)使用要根據(jù)具體情況來分析,在一般情況下變頻器是可以拖動普通三相異步電機(jī)的,這就要看具體情況了。我們從普通電機(jī)的銘牌上可以看到它的額定頻率是在50Hz/60Hz,所以我們在用變頻器拖動普通電機(jī)時只能在其額定頻率以下運(yùn)行。在低頻段(幾赫茲)或者高頻段(60赫茲以上)就最好不要用普通電機(jī)了,比如我們單位中使用的數(shù)控車床其主軸就是用變頻器來拖動一臺7.5Kw普通三相異步電機(jī),在進(jìn)行機(jī)床低速加工零件時一般都把頻率設(shè)置在十幾赫茲,這樣不至于轉(zhuǎn)矩降的太多,否則會影響表面加工的光滑度;另一方面在高速加工時,一般都設(shè)置為電機(jī)的額定頻率50Hz。由此可見三相電機(jī)在一定頻段內(nèi)是可以代替變頻電機(jī)使用的。
在有的場合就不適合用三相普通電機(jī)了,特別是在超低頻和超過50Hz以上的頻率段,雖然我們從外觀看普通電機(jī)與變頻電機(jī)幾乎一樣,但是它倆從制作結(jié)構(gòu)上還是有很大區(qū)別的,也就是說這“哥倆”的“性格”是不一樣的。下面我將從它倆的內(nèi)在特性上談?wù)勂洳煌帲?/p>
我們首先從這倆位的“體能”上看,一般三相電機(jī)都是運(yùn)用在額定電壓AC 380V頻率為50Hz的條件下運(yùn)行,在50Hz以下運(yùn)行時能降頻也可升頻使用,其使用頻率范圍有一定要求不能太大,否則電機(jī)會因勵磁電流過大會使電機(jī)燒毀。而變頻電機(jī)則比普通電機(jī)身板硬朗一些,所以從專業(yè)角度講變頻電機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度要比普通電機(jī)高。
他們的第二個不同特性是普通電機(jī)在低頻或高頻(超過其額定工作頻率)運(yùn)行時很容易產(chǎn)生磁路的飽和而造成勵磁電流過大而造成溫升過高,而變頻電機(jī)由于在制造時人為地加大了電磁的負(fù)荷使磁路不易進(jìn)入飽和狀態(tài);同時在制造時對于功率相同的二種電機(jī),變頻電機(jī)的鐵芯截面和要比普通電機(jī)的截面積要大些。
他們的第三個不同特性是二者在絕緣性能的等級上也是不一樣的,比如變頻電機(jī)線圈的匝數(shù)多所用線經(jīng)粗,因而能承受住高頻磁場的檢驗,這就增強(qiáng)了它的絕緣強(qiáng)度了!
他們的第四個不同特性是普通電機(jī)與變頻電機(jī)散熱方式是不一樣的,變頻電機(jī)采用了單獨(dú)的散熱風(fēng)機(jī),運(yùn)用強(qiáng)制風(fēng)冷方式防止會在低頻運(yùn)行時燒壞電機(jī),而普通電機(jī)則采用了與轉(zhuǎn)子同步運(yùn)行的風(fēng)扇散熱方式在散熱功能上相對弱一些。因此變頻電機(jī)有較強(qiáng)承受變頻器載波頻率的能力,而普通電機(jī)的這種能力就弱多了!
以上就是我對這個問題的看法,敬請朋友們觀注電子及工控技術(shù),歡迎轉(zhuǎn)載、點贊!
1、變頻電動機(jī)由于需要承受高頻磁場,所以絕緣等級要比普通三相異步電機(jī)高,原則上普通三相異步電動機(jī)是不能用變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速的
2、但在實際中很多企業(yè)為了節(jié)約資金,對需要調(diào)速的設(shè)備采用普通三相異步電機(jī)代替變頻電機(jī),但是普通三相異步電機(jī)的調(diào)速精度不高,只能應(yīng)用在對速度精度要求不高的設(shè)備上,例如水泵,風(fēng)機(jī)等等。
3、在用普通三相異步電機(jī)代替變頻電機(jī)時變頻器的載波頻率盡量要低一點,以減少高頻對電機(jī)的絕緣損壞,可以適當(dāng)延長電機(jī)的壽命。
4、但是需要長時間高頻或者低頻使用的時候,都必須要使用變頻電機(jī)來實現(xiàn),單獨(dú)的風(fēng)機(jī)能夠為電機(jī)帶來良好的散熱,不會出現(xiàn)電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重而燒掉電動機(jī)的情況,同時也能減少電機(jī)本身的損耗。
5、所以,單獨(dú)的風(fēng)機(jī),電動機(jī)本身的絕緣等級,所使用的材料等等,都是變頻電動機(jī)與普通三相異步電動機(jī)的區(qū)別。
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普通電機(jī)為什么不能當(dāng)變頻電機(jī)使用,電機(jī)的絕緣強(qiáng)度能否承受變頻器的載波頻率?
從外觀上看差不不大,仔細(xì)看會發(fā)現(xiàn)普通電機(jī)沒有單獨(dú)的散熱風(fēng)扇,故沒有專門的接線盒。變頻電機(jī)有,就可以保證無論電機(jī)處于各種頻率,對電機(jī)的散熱是影響不了的。
在工作原理方面,變頻電機(jī)要配合變頻器來實現(xiàn)調(diào)速,從而實現(xiàn)電壓及頻率可調(diào),而普通電機(jī)用的交流電頻率及電壓不可變的。由同步轉(zhuǎn)速公式n 60f/p可知,電機(jī)一旦制作好,其極對數(shù)不可更改,因此改變電機(jī)極數(shù)不可實現(xiàn),只有通過改變頻率來解決。實際應(yīng)用過程中,只改變頻率而不改變電壓就會導(dǎo)致電機(jī)燒壞。假如電機(jī)轉(zhuǎn)速要減少一半,頻率肯定要降半,此時電壓不降電機(jī)容易過熱而燒壞。
普通電機(jī)與變頻電機(jī)在實際應(yīng)用過程中,后者工作效率更好,溫升還小些。在頻繁啟動停止、調(diào)速、制動的應(yīng)用場合,普通電機(jī)用不了,因為實現(xiàn)不了上述功能。變頻電機(jī)的噪聲及電磁振動更小,由于變頻器的配合使用。變頻電機(jī)的絕緣強(qiáng)度優(yōu)于普通電機(jī),是專門為變頻器驅(qū)動而設(shè)計的,能夠承受較大的du/dt,尤其在DTC控制模式下,對電機(jī)的絕緣強(qiáng)度要求更高,普通電機(jī)根本無法適用。
普通電機(jī)和變頻器調(diào)速電機(jī)最大的不同就是普通電機(jī)的散熱風(fēng)扇和電機(jī)轉(zhuǎn)速是同步的,普通電機(jī)停轉(zhuǎn)后也就不散熱了,變頻器調(diào)速電機(jī)有專門的散熱風(fēng)扇,變頻器調(diào)速電機(jī)在電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時,散熱風(fēng)扇還是繼續(xù)高速工作。散熱風(fēng)扇電機(jī)就是一個普通電機(jī)風(fēng)扇。也就是說,變頻器調(diào)速電機(jī)有兩個電機(jī),一個是風(fēng)扇電機(jī),一個是變頻調(diào)速電機(jī)。普通電機(jī)不能當(dāng)變頻器調(diào)速電機(jī)用,是因為如果低速運(yùn)行時,普通電機(jī)會散熱不良,而導(dǎo)致變頻器故障指示自動關(guān)機(jī)。或者是電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重線圈燒毀。這是它最主要的一個原因。其他都是次要的,也有60-100赫茲的變頻電機(jī),比如空調(diào)直流變頻電機(jī)。不知我說的對錯,大家可以共同探討一下。
我用變頻器卷紙,一直在那堵轉(zhuǎn),電機(jī)只是溫溫的
普通電機(jī)不能當(dāng)變頻電機(jī)使用最大的原因是當(dāng)電機(jī)低頻率運(yùn)行時,轉(zhuǎn)速比較慢,普通電機(jī)尾部風(fēng)扇與電機(jī)轉(zhuǎn)子采用同心軸,電機(jī)轉(zhuǎn)速慢,同時扇葉轉(zhuǎn)速也慢,風(fēng)力小、不利于電機(jī)的散熱。
變頻電機(jī)
變頻電機(jī)就是專門為變頻器而設(shè)計的電機(jī),變頻電機(jī)尾部有專門的冷風(fēng)機(jī),接單獨(dú)工頻電源。當(dāng)變頻器啟動時,變頻電機(jī)尾部冷風(fēng)機(jī)通電工作,不論變頻器的輸出頻率是多少,都不會影響冷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,冷風(fēng)機(jī)正常工作利于電機(jī)的散熱。
在現(xiàn)實當(dāng)中,對于扭矩不是很大負(fù)載,比如流水線、傳送帶之類,使用的電機(jī)功率不是很大。變頻下采用的還是普通電機(jī),雖然沒有采用變頻電機(jī),但故障率還是很少,燒壞電機(jī)的幾率就更少了,說明普通電機(jī)的絕緣強(qiáng)度絕對可以承受變頻器的載波頻率。
普通電機(jī)的造價要低于變頻電機(jī),小功率的可以普通電機(jī)代替。大功率還是建議使用變頻電機(jī)散熱好。
普通電機(jī)是按恒頻恒壓設(shè)計的,不可能完全適應(yīng)變頻器調(diào)速的要求,因此不能當(dāng)做變頻電機(jī)使用。變頻器載波頻率從幾千到十幾千赫,使得電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)重的考驗。