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博洛尼亚国际农机展:變頻電機

   日期:2012-08-27     來源:博洛尼亚大学修复    瀏覽:74    評論:0    

博洛尼亚大学修复 www.qzstfv.com.cn   變頻電機概述

  變頻電機是用變頻器驅動的電動機的統稱。為變頻器設計的電機為變頻專用電機,由傳統的鼠籠式電動機發展而來,把傳統的電機風機改為獨立出來的風機,并且提高了電機繞組的絕緣性能。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代替。在低頻調速和散熱等方面的性能比普通的鼠籠式電動機優越。 


 

  普通電機是根據市電的頻率和相應的功率設計的,只有在額定的情況下才能穩定運行。變頻電機就不同了,變頻電機要克服低頻時的過熱與振動,所以變頻電機在設計上要比普通電機性能要好。

  變頻電機主要特點

  電磁設計

  對普通異步電動機來說,在設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機,由于臨界轉差率反比于電源頻率,可以在臨界轉差率接近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,而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下: 


 

  1) 盡可能的減小定子和轉子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗,以彌補高次諧波引起的銅耗增。

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

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

  結構設計

  在結構設計時,主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、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,加強對地絕緣和線匝絕緣強度,特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。

  2)對電機的振動、噪聲問題,要充分考慮電動機構件及整體的剛性,盡力提高其固有頻率,以避開與各次力波產生共振現象。

  3)冷卻方式:一般采用強迫通風冷卻,即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。

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

  5)對恒功率變頻電動機,當轉速超過3000r/min時,應采用耐高溫的特殊潤滑脂,以補償軸承的溫度升高。

  變頻電機工作原理 


 

  變頻電機主要是由變頻器控制,變頻器是利用電力半導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。我們現在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換成直流電源,然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、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,中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

  變頻電機市場前景

  在變頻電機使用的變頻器領域,國內品牌在高壓變頻器市場已經牢牢占據了主導地位,但在中低壓變頻器領域仍不敵外資品牌。


 

  據了解,國內變頻器市場是以外資品牌的進入而發端,外資品牌的市場份額達到了70%以上。ABB、西門子、富士電機、三菱電機、安川電機等外資品牌占據了我國中低壓變頻器市場的絕大部分份額。國內品牌則以深圳英威騰、成都希望森蘭、深圳匯川技術等為代表。

  隨著節能產業地位的提升,變頻器市場潛在容量吸引了眾多的行業參與者。據統計,目前國內變頻器市場上品牌數量超過100個,此外,還有數千個從事產品代理銷售和二次開發的公司。

  相關統計顯示,目前,國內市場上變頻器安裝容量的增長率達20%左右,按照這樣的發展速度和市場的需求來計算,需要10年左右時間,變頻器市場才能飽和。

  使用變頻器的電機系統節電率普遍達30%左右,某些較高場合可達40%至60%。與中低壓變頻器市場相比,高壓變頻器市場集中度更高,且國內廠商市場占有率高,加上國務院發布的《“十二五節能減排綜合性工作方案》明確提出要求加快推廣高壓變頻調速技術的推廣應用,因此高壓變頻器市場未來前景良好。

 
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