新型变频调速控制系统对电机有哪些不一样需求 「电机变频调速器」

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随着电力电子技术的发展和进步，国内的变频器厂家都在开始大力推进变频调速系统的技术发展，尤其是在采用多级PWM技术后，完成了利用IGBT的导通和阻断，能够将DC电压变为具有一定形状的脉冲串(文末解释)，通过控制脉冲宽度和脉冲串周期，达到调压变频的目的。虽然现代变频调速系统已经使输入电流基本为正弦波，减少了高次谐波电流对供电质量的污染；输出电压波形实现了分段输出近似正弦波形，保护了高压电机的绕组绝缘。

但从其变频调速系统实际运行的分析研究来看，变频调速装置应用于现代交流电机的设计仍有其特殊性和要求，这也是设计人员必须认真研究和考虑的问题。

新型变频调速系统对交流电机设计的特殊要求

(1)变频调速装置输出电源的电压波形虽然基本上类似于正弦波形，但仍含有高次谐波成分，会引起电机轴的输出转矩波动，产生脉动转矩。这将改变轴系的扭转共振频率。当这种转矩波动的频率与轴系机械系统的固有转动频率接近或一致时，就会导致共振现象的突然发生，必将使振动转矩成倍增加。严重时会导致电机和被驱动的机械设备的严重损坏。

实践证明，高次谐波分量引起的脉动转矩还会增强电机通风冷却风扇和叶片承受振荡的强度。同时，在设计中必须相应增加转子阻尼绕组的笼条和端环的结构强度和阻尼效果。

(2)在变频调速过程中，设计者必须仔细考虑变频调速控制系统必然对电机整体结构产生的疲劳应变和冲击过渡力矩，特别是对高压大功率电机绕组的主绝缘和绕组线圈端部的绑扎紧固方式采取了更有效的技术措施。而且从电机设计制造技术的发展来看，更有效地消除绕组线圈端部的磁共振频率，仍然是现代电机产品设计和工艺设计的重要技术课题。

(3)频繁的变频调速过程会导致电机冲击电流的频繁变化，必然会导致阻尼绕组的笼条、端环等转动零部件产生热应力和机械应力疲劳，即交变热应力和机械应力疲劳损伤。

(4)变频调速装置是交流电机变频调速系统的电源，虽然目前已经采取了极其有效的技术措施，大大改善了输出电压波形。即便如此，变频调速装置中含有的高次谐波成分仍会增加轴电压。虽然不能造成明显的伤害，但是设计者要高度重视。

(5)变频调速装置控制电机以额定转速的20%-30%低速运行。如果设计了滑动轴承的润滑系统，润滑油膜的厚度明显减小，轴与轴瓦之间的油膜必然被破坏，这样就会发生金属与金属的接触磨削，也会导致滑动轴承的异常温升。

(6)在设计带变频调速装置的交流电机时，必须小心地将引起共振现象的危险转速排除在调速范围之外。

(7)对于带变频调速装置的交流电动机的设计，其通风冷却系统的计算必须以低速为基础，其通风冷却能力应进行核定和计算。

(8)在带变频调速装置的交流电机设计中，其绝缘结构设计必须相应加强匝间绝缘，以防止功率半导体器件瞬间超高频过电压冲击，导致电机绕组匝间绝缘损坏，缩短电机绝缘寿命，或严重匝间绝缘击穿造成匝间短路事故。

(9)在设计有变频调速装置的交流电动机时，必须防止最低转速运行时的低速喘振现象，以维持最低转速的稳定运行。

(10)在设计变频调速系统的过程中，我们需要确认一个理念，那就是必须尽量保证电源系统不被污染，即严格控制谐波成分向电源的流出。