1、三相异步电机的效率和温升问题
无论哪种类型的变频器,在运行过程中都会产生不同程度的谐波电压和谐波电流,导致三相异步电机在非正弦电压和电流下运行。 其中,高次谐波对普通异步电机的运行效率和温升影响最大。 高次谐波会导致三相异步电动机的定子铜损、转子铜(铝)损、铁损和附加损耗增加。 最显着的是转子铜(铝)损耗。 由于三相异步电动机以接近基频的同步转速旋转,高次谐波电压会切割转差较大的转子导条,导致转子损耗较大。 此外,还需要考虑由于趋肤效应导致的额外铜损。 这些损耗会导致普通异步电机产生额外的热量,降低效率,降低输出功率。 三相异步电动机如果在变频器输出的非正弦电源下运行,其温升一般会增加10%~20%。
2、三相异步电动机的绝缘强度问题
目前,大多数中小型变频器采用PWM(脉宽调制)控制方式。 其载波频率约为几千至十几千赫兹,这使得三相异步电动机的定子绕组承受非常高的电压上升率,相当于对三相异步电动机施加陡峭的冲击电压。 电机,导致三相异步电机的匝间绝缘经受着严峻的考验。 另外,PWM逆变器产生的矩形斩波冲击电压叠加在三相异步电机的工作电压上,会对三相异步电机的对地绝缘造成威胁。 接地绝缘在反复高压冲击下会加速老化。
3、谐波电磁噪声和振动
当三相异步电动机采用变频器供电时,由电磁、机械、通风等因素引起的振动和噪声将变得更加复杂。 变频电源中含有的时间谐波干扰三相异步电动机电磁部分固有的空间谐波,形成各种电磁励磁力。 当电磁力波的频率与普通异步电机本体的固有振动频率一致或接近时,就会发生共振,从而增加噪声。 由于三相异步电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开三相异步电动机各部件的固有振动频率。
4、三相异步电动机对频繁起动和制动的适应能力
由于三相异步电动机由变频器供电,因此可以在很低的频率和电压下启动而无浪涌电流,并且可以利用变频器提供的各种制动方式进行快速制动,从而实现频繁启动。 制动创造了条件,因此三相异步电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
5、三相异步电动机低速时的冷却问题
首先,三相异步电动机的阻抗并不理想。 当电源频率较低时,电源中高次谐波造成的损耗较大。 其次,当普通异步电动机转速降低时,冷却风量与转速的三通比减小,导致三相异步电动机低速冷却条件恶化,温升急剧增大, 难以实现恒扭矩输出。