•                                            變頻調(diào)速電機(jī)

簡介

   變頻調(diào)速電機(jī)簡稱變頻電機(jī)，是變頻器驅(qū)動的電動機(jī)的統(tǒng)稱。實際上為變頻器設(shè)計的電機(jī)為變頻專用電機(jī)，電機(jī)可以在變頻器的驅(qū)動下實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速與扭矩，以適應(yīng)負(fù)載的需求變化。變頻電動機(jī)由傳統(tǒng)的鼠籠式電動機(jī)發(fā)展而來，把傳統(tǒng)的電機(jī)風(fēng)機(jī)改為獨(dú)立出來的風(fēng)機(jī)，并且提高了電機(jī)繞組的絕緣性能。在要求不高的場合如小功率和頻率在額定工作頻率工作情況下，可以用普通鼠籠電動機(jī)代替。

主要參數(shù)

品牌：ABB
　　產(chǎn)品類型：三相異步電動機(jī)
　　型號：QABP 4KW-4P
　　極數(shù)：4極
　　額定功率：4KW
　　額定電壓：380/415/440（V）
　　額定轉(zhuǎn)速：1450（rpm）
　　產(chǎn)品認(rèn)證：CE
　　應(yīng)用范圍：機(jī)械設(shè)備行業(yè)均可

技術(shù)特點(diǎn)

效率高

達(dá)到歐洲CEMEP-EU效率等級電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)二級值，符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB18613-2002中小型三相異步電動機(jī)能效限定值。

雙頻寬電壓

電壓范圍220V~690V，適用50Hz和60Hz電源。

噪聲低

通過優(yōu)化電磁設(shè)計、通風(fēng)狀況、結(jié)構(gòu)尺寸等技術(shù)，M2JA系列電動機(jī)的噪聲較低。

軸承負(fù)載能力高

電動機(jī)選用深溝球軸承，壽命長，80-132中心高電動機(jī)為永久型潤滑，160-355設(shè)有加油裝置。

可靠性好

電動機(jī)為全封閉風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級IP55，材料及工藝符合環(huán)境要求。電動機(jī)機(jī)械強(qiáng)度高，堅固耐用，防銹防腐性強(qiáng)。繞組可靠性好，采用F級絕緣結(jié)構(gòu)，B級考核。并可根據(jù)用戶需要增加PTC熱敏電阻或熱敏開關(guān)。
　　本系列電機(jī)功率從0.25KW-315KW，機(jī)座中心高從71mm-355mm。可廣泛應(yīng)用于輕工，紡織，化工，冶金，機(jī)床等需要調(diào)速轉(zhuǎn)動裝置的行業(yè)中，是一種理想的調(diào)速動力源。

特殊設(shè)計

電磁設(shè)計

對于變頻電動機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關(guān)鍵問題是如何改善電動機(jī)對非正弦波電源的適應(yīng)能力。方式一般如下：

1） 盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。

減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波引起的銅耗增

2）為抑制電流中的高次諧波，需適當(dāng)增加電動機(jī)的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應(yīng)也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機(jī)漏抗的大小要兼顧到整個調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。

3）變頻電動機(jī)的主磁路一般設(shè)計成不飽和狀態(tài)，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當(dāng)提高變頻器的輸出電壓。

結(jié)構(gòu)設(shè)計

在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：

1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強(qiáng)對地絕緣和線匝絕緣強(qiáng)度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。

2）對電機(jī)的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機(jī)構(gòu)件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

3）冷卻方式：一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動。

4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機(jī)應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會產(chǎn)生軸電流，當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導(dǎo)致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。

5）對恒功率變頻電動機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過3000r/min時，應(yīng)采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補(bǔ)償軸承的溫度升高。

原理

    變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。21世紀(jì)初期，使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

特點(diǎn)

   B級溫升設(shè)計，F(xiàn)級絕緣制造。采用高分子絕緣材料及真空壓力浸漆制造工藝以及采用特殊的絕緣結(jié)構(gòu)，使電氣繞組采用絕緣耐壓及機(jī)械強(qiáng)度有很大提高，足以勝任馬達(dá)之高速運(yùn)轉(zhuǎn)及抵抗變頻器高頻電流沖擊以及電壓對絕緣之破壞。平衡質(zhì)量高，震動等級為R級（降振級）機(jī)械零部件加工精度高，并采用專用高精度進(jìn)口軸承，可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。強(qiáng)制通風(fēng)散熱系統(tǒng)，全部采用進(jìn)口軸流風(fēng)機(jī)超靜音、高壽命，強(qiáng)勁風(fēng)力。保障馬達(dá)在任何轉(zhuǎn)速下，得到有效散熱，可實現(xiàn)高速或低速長期運(yùn)行。經(jīng)AMCAD軟件設(shè)計的YP系列電機(jī)，與傳統(tǒng)變頻電機(jī)相比較，具備更寬廣的調(diào)速范圍和更高的設(shè)計質(zhì)量，經(jīng)特殊的磁場設(shè)計，進(jìn)一步抑制高次諧波磁場，以滿足寬頻、節(jié)能和低噪音的設(shè)計指標(biāo)。具有寬范圍恒轉(zhuǎn)矩與功率調(diào)速特性，調(diào)速平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)矩脈動。與各類變頻器均具有良好的參數(shù)匹配，配合矢量控制，可實現(xiàn)零轉(zhuǎn)速全轉(zhuǎn)矩、低頻大力矩與高精度轉(zhuǎn)速控制、位置控制及快速動態(tài)響應(yīng)控制。YP系列變頻專用電機(jī)可配制剎車器，編碼器供貨，這樣即可獲得精準(zhǔn)停車，和通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實現(xiàn)高精度速度控制。采用“微電機(jī)+變頻專用電機(jī)+編碼器+變頻器”實現(xiàn)超低速無級調(diào)速的精準(zhǔn)控制。YP系列變頻專用電機(jī)通用性好，其安裝尺寸符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，與一般標(biāo)準(zhǔn)型電機(jī)具備可互換性。

優(yōu)點(diǎn)

1、具備有啟動功能

2、采用電磁設(shè)計，減少了定子和轉(zhuǎn)子的阻值

3、適應(yīng)不同工況條件下的頻繁變速

4、在一定程度上節(jié)能

區(qū)別

   普通電機(jī)是根據(jù)市電的頻率和相應(yīng)的功率設(shè)計的，只有在額定的情況下才能穩(wěn)定運(yùn)行。變頻電機(jī)就不同了，變頻電機(jī)要克服低頻時的過熱與振動，所以變頻電機(jī)在設(shè)計上要比普通電機(jī)性能要好一點(diǎn)。

試驗

   變頻電機(jī)試驗一般需要采用變頻器供電，由于變頻器輸出頻率具有較寬的變化范圍，且輸出的PWM波含有豐富的諧波，傳統(tǒng)的互感器及功率計已經(jīng)不能滿足試驗的測量需要，而一般的霍爾電壓、電流傳感器不對直接影響功率準(zhǔn)確度測量的角差指標(biāo)進(jìn)行控制和標(biāo)稱，應(yīng)該采用有明確比差和角差指標(biāo)的變頻功率分析儀及變頻功率傳感器等作為主電量測量儀器。

應(yīng)用

   21世紀(jì)，變頻調(diào)速已經(jīng)成為主流的調(diào)速方案，可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)無級變速傳動。

特別是隨著變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)日益廣泛的應(yīng)用，變頻電機(jī)的使用也日益廣泛起來，可以這樣說由于變頻電機(jī)在變頻控制方面較普通電機(jī)的優(yōu)越性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機(jī)的身影。