Skirtumas tarp įprastų asinchroninių variklių ir kintamo dažnio variklių

1, Įprasti asinchroniniai varikliai yra sukurti su pastoviu dažniu ir įtampa ir negali visiškai atitikti kintamo dažnio greičio reguliavimo reikalavimų. Toliau pateikiamas dažnio keitiklių poveikis varikliams.

1. Elektros variklių efektyvumas ir temperatūros kilimas
Nepriklausomai nuo dažnio keitiklio formos, veikimo metu jis generuoja įvairaus laipsnio harmoninę įtampą ir srovę, todėl variklis veikia ne sinusine įtampa ir srove. Atsisakius informacijos įvedimo, kaip pavyzdį imant dažniausiai naudojamą sinusinės bangos PWM dažnio keitiklį, jo žemos eilės harmonikos iš esmės yra lygus nuliui, o likusios aukštos eilės harmonikos komponentai, kurie yra maždaug du kartus didesni už nešlio dažnį, yra 2u+1 (u yra moduliacijos koeficientas).
Aukštos eilės harmonikos gali padidinti statoriaus vario, rotoriaus vario (aliuminio) nuostolius, geležies nuostolius ir papildomus elektros variklių nuostolius, iš kurių svarbiausi yra rotoriaus vario (aliuminio) nuostoliai. Kadangi asinchroniniai varikliai sukasi sinchroniniu greičiu, artimu pagrindiniam dažniui, didelės harmoninės įtampos gali sukelti didelius rotoriaus nuostolius pjaunant rotoriaus strypus dideliu slydimu. Be to, taip pat būtina atsižvelgti į papildomą vario suvartojimą, kurį sukelia odos poveikis. Dėl šių nuostolių variklis gamins papildomą šilumą, sumažins efektyvumą ir išėjimo galią. Pavyzdžiui, jei įprastas trifazis asinchroninis variklis dažnio keitikliu valdomas ne sinusoidiniu maitinimo šaltiniu, jo temperatūra paprastai padidėja 10 % -20 %.

2. Elektros variklių izoliacijos stiprumo klausimas
Šiuo metu daugelis mažų ir vidutinių dažnio keitiklių naudoja PWM valdymo metodą. Jo nešlio dažnis yra nuo kelių tūkstančių iki dešimčių kilohercų, todėl variklio statoriaus apvija turi atlaikyti aukštą įtampos kilimo greitį, atitinkantį stačios impulsinės įtampos tiekimą varikliui, todėl variklio posūkių izoliacija atlaiko daugiau sunkus testas. Be to, stačiakampė kapojimo impulsinė įtampa, kurią generuoja PWM dažnio keitikliai, esantys ant variklio darbinės įtampos, kelia grėsmę variklio įžeminimo izoliacijai, o įžeminimo izoliacija paspartins senėjimą esant pasikartojantiems aukštos įtampos smūgiams.

3. Harmoninis elektromagnetinis triukšmas ir vibracija
Kai įprastą asinchroninį variklį maitina dažnio keitiklis, elektromagnetinių, mechaninių, vėdinimo ir kitų veiksnių sukeliama vibracija ir triukšmas bus sudėtingesni. Įvairios laiko harmonikos, esančios kintamo dažnio maitinimo šaltinyje, trukdo elektromagnetinei variklio daliai būdingoms erdvinėms harmonikoms, sudarydamos įvairias elektromagnetinio sužadinimo jėgas. Kai elektromagnetinių jėgų bangų dažnis yra tolygus arba artimas natūraliam variklio korpuso vibracijos dažniui, atsiras rezonanso reiškinys, dėl kurio padidės triukšmas. Dėl plataus elektros variklių veikimo dažnių diapazono ir didelio greičio kitimo diapazono įvairių elektromagnetinių bangų dažniams sunku išvengti įvairių variklio komponentų natūralių virpesių dažnių.

4. Elektrinių variklių pritaikymas dažnam užvedimui ir stabdymui
Dėl maitinimo tiekimui naudojamo dažnio keitiklio, variklis gali užvesti labai žemu dažniu ir įtampa be impulsinės srovės, o greitam stabdymui gali būti naudojami įvairūs dažnio keitiklio teikiami stabdymo būdai, sukuriant sąlygas dažnam paleidimui ir stabdymui. . Todėl variklio mechanines ir elektromagnetines sistemas veikia ciklinės kintamos jėgos, kurios sukelia mechaninių ir izoliacinių konstrukcijų nuovargį ir pagreitina senėjimo problemas.

5. Aušinimo problemos esant mažam greičiui
Pirma, asinchroninių variklių varža nėra ideali, o kai maitinimo dažnis yra žemas, nuostoliai, atsirandantys dėl aukštesnės eilės harmonikų maitinimo šaltinyje, yra didesni. Antra, kai įprasto asinchroninio variklio greitis vėl sumažėja, aušinimo oro tūris mažėja proporcingai greičio kubinei galiai, todėl pablogėja variklio aušinimo mažu greičiu būsena, smarkiai padidėja temperatūra ir sunku pasiekti pastovų sukimo momentą.

2, Kintamo dažnio variklių charakteristikos

1. Elektromagnetinis dizainas
Įprastų asinchroninių variklių pagrindiniai eksploataciniai parametrai, į kuriuos atsižvelgiama projektuojant, yra perkrovos pajėgumas, paleidimo našumas, efektyvumas ir galios koeficientas. Kalbant apie kintamo dažnio variklius, kadangi kritinis slydimo greitis yra atvirkščiai proporcingas galios dažniui, juos galima paleisti tiesiogiai, kai kritinis slydimo koeficientas yra artimas 1. Todėl nebereikia per daug atsižvelgti į perkrovos pajėgumą ir paleidimo efektyvumą. Pagrindinė problema, kurią reikia išspręsti, yra tai, kaip pagerinti variklio prisitaikymą prie nesinusinių maitinimo šaltinių. Bendras požiūris yra toks: 1) Kiek įmanoma sumažinkite statoriaus ir rotoriaus pasipriešinimą.
Sumažinus statoriaus varžą, galima sumažinti pagrindinius vario nuostolius, siekiant kompensuoti vario nuostolių padidėjimą, kurį sukelia aukštos eilės harmonikos
2) Norint slopinti aukšto lygio harmonikas srovėje, reikia atitinkamai padidinti variklio induktyvumą. Tačiau rotoriaus lizdas turi didesnę nuotėkio varžą, o jo odos efektas taip pat yra didelis, be to, padidėja aukštos eilės harmonikų vario praradimas. Todėl nustatant variklio nuotėkio reaktyvumo dydį reikėtų atsižvelgti į varžos suderinimo racionalumą visame greičio diapazone.
3) Kintamo dažnio variklio pagrindinė magnetinė grandinė paprastai suprojektuota taip, kad ji būtų nesočios būsenos. Viena iš jų yra manyti, kad didesnės harmonikos padidins magnetinės grandinės prisotinimą, o kitas – tinkamai padidinti dažnio keitiklio išėjimo įtampą, kad padidėtų išėjimo sukimo momentas esant žemiems dažniams.
2. Struktūrinis projektavimas
Projektuojant konstrukciją taip pat atsižvelgiama į nesinusinių maitinimo charakteristikų įtaką izoliacijos konstrukcijai, vibraciją, triukšmo aušinimo metodą ir kitus kintamo dažnio variklio aspektus. Paprastai reikėtų atkreipti dėmesį į šias problemas:
1) Izoliacijos lygis paprastai yra F arba aukštesnis, o žemės izoliacijos ir vielos posūkio izoliacijos stiprumas turėtų būti sustiprintas, ypač atsižvelgiant į izoliacijos gebėjimą atlaikyti impulsinę įtampą.
2) Atsižvelgiant į variklio vibracijos ir triukšmo problemas, reikia visapusiškai atsižvelgti į variklio komponentų ir visos konstrukcijos standumą ir stengtis padidinti jo natūralų dažnį, kad būtų išvengta rezonanso su įvairiomis jėgos bangomis.
3) Aušinimo būdas: Paprastai naudojamas priverstinis vėdinimas, ty pagrindinis variklio aušinimo ventiliatorius yra varomas nepriklausomu varikliu.
4) Siekiant išvengti veleno srovės, varikliams, kurių galia viršija 160 kW, turėtų būti taikomos guolių izoliacijos priemonės. Dažniausiai jis yra linkęs į magnetinės grandinės asimetriją ir taip pat generuoja veleno srovę. Kai kitų aukšto dažnio komponentų generuojamos srovės susijungia, veleno srovė žymiai padidės, o tai sukels guolio pažeidimus. Todėl paprastai reikia imtis izoliacijos priemonių.
5) Pastovios galios kintamo dažnio varikliams, kai sūkių skaičius viršija 3000/min, guolių temperatūros kilimui kompensuoti reikia naudoti specialų aukštai temperatūrai atsparų tepimo tepalą.

Sinchroninis variklis:
1, ypatybės:
1. Galios koeficientas yra išplėstas, paprastai įvertintas 0,9, o tai naudinga gerinant elektros tinklo galios koeficientą ir didinant jo pajėgumą.
2. Veikimo stabilumas yra didelis. Kai tinklo įtampa staiga nukrenta iki 80% vardinės vertės, žadinimo sistema paprastai gali automatiškai reguliuoti ir įgyvendinti priverstinį sužadinimą, kad užtikrintų stabilų variklio veikimą.
3. Perkrovos pajėgumas yra didesnis nei atitinkamo asinchroninio variklio.
4. Didelis veikimo efektyvumas, ypač mažo greičio asinchroniniams varikliams.

2, paleidimo būdas
1. Asinchroninis paleidimo būdas, daugumoje sinchroninių variklių ant rotoriaus yra sumontuota paleidimo apvija, panaši į asinchroninių variklių narvelinę apviją. Sužadinimo grandinė nuosekliai jungiama su papildoma varža, maždaug 10 kartų didesne už žadinimo apvijos varžos vertę, kad būtų sudaryta uždara grandinė. Sinchroninio variklio statorius yra tiesiogiai prijungtas prie elektros tinklo ir paleidžiamas kaip asinchroninis variklis. Kai greitis pasiekia subsinchroninį greitį (95%), papildoma varža nutrūksta.
2. Kintamo dažnio paleidimas, pradedant dažnio keitikliu, nebus kartojamas.

3, taikymas
Tie, kurie dirbo energiją taupančiais technikais naftos telkiniuose, žino, kad dėl didelio alyvos siurbimo agregato variklio užvedimo momento inžinieriai paprastai suprojektuoja variklį labai didelį, o tai lemia „didelis arklys, traukiantis mažą automobilį“. “. Pavyzdžiui, sureguliavus 55KW alyvos siurbimo agregato variklio balansavimo bloką, jo faktinė aktyvioji galia dažniausiai būna apie dešimt kilovatų, kartais net maža. Tokią transformaciją dariau ir anksčiau, pakeitęs siurbimo agregato 55KW asinchroninį variklį į 22KW sinchroninį, o tada valdymui naudoju dažnio keitiklį. Žinoma, jis taip pat gali būti automatiškai valdomas pagal iškrovos tūrį ar kitus signalus. Energijos taupymo lygis gali siekti 40%.
Todėl asinchroniniai varikliai, sinchroniniai varikliai ir kintamo dažnio varikliai turi savo charakteristikas, daugiausia priklausomai nuo jūsų valdomos darbo aplinkos. Žinoma, atsižvelgiant į inžinerines išlaidas, asinchroniniai varikliai turėtų būti naudojami kuo daugiau.