变频电机的好处工作原理特点等知识介绍铜嵌件

变频电机是什么？其实所谓的变频电机就是用变频器驱动的电动机的统称。为变频器设计的电机为变频专用电机，由传统的鼠笼式电动机发展而来，把传统的电机风机改为独立出来的风机，并且提高了电机绕组的绝缘性能。在要求不高的场合如小功率和频率在额定工作频率工作情况下，可以用普通鼠笼电动机代替。在低频调速和散热等方面的性能比普通的鼠笼式电动机优越。对于变频电机，可能很多人还并不是太了解，下面小编来为大家介绍变频电机的好处、工作原理、特点、与普通电机的区别、应用领域、保养方法。希望能够帮助到大家！

变频电机的好处

一、变频电机更加节能

所的家用电器在电机运行中，均产生不同 程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗，铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是团队子铜耗。因为普通的交流异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需要考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会合适电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，但如果使用变频电机，其能耗能减少20%-30%左右。

二、变频电机谐波电磁噪声与震动更小

普通异步电动机由于电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于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电动机的各构件的固有震动频率。但是变频电机就可以有效解决这些问题。

三、变频电机可应对频繁启动、制动

变频电机可解决普通异步电动机效率、温升、绝缘强度、噪声与震动和冷却，以及频繁启动、制动给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化等问题，还可有效降低电机在启动是的瞬间电压。变频电机可无极变速无极调速就是从停止到最快速度，或从最快速度到停止，没有档位，是逐步变快或变慢。另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求，而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

四、变频电机使用寿命更长

电机在运行时载波频率约几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机匝间绝缘承受较为严酷的考验，而变频电机可以工作在整流滤波之下的电压之下，性能可以更加稳定，而且寿命更长久。

五、变频电机可无极变速

无极调速就是从停止到最快速度，或从最快速度到停止，没有档位，是逐步变快或变慢，另外全直流变频电机可以通过变频器将电机转速档位分为很多档位来控制电机的转速和实际需求，而交流有刷电机的最多档数只有3档风速调节无法实现变频的效果。

变频电机的工作原理

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频电机的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频电机，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频电机，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

变频电机的特点

1、电磁设计

对普通异步电动机来说，变频电机设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

采取的方式一般如下：

①尽可能的减小定子和转子电阻。

减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增。

②为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

③变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

2、结构设计

结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

①绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

②对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

③冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

④防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

⑤对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

变频电机与普通电机的区别

一、普通电机和变频电机结构上的区别

1、绝缘等级要求更高

一般变频电机的绝缘等级为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2、变频电机的振动、噪声要求更高

变频电机要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

3、变频电机冷却方式不同

变频电机一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4、保护措施要求不同

对容量超过160KW变频电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。 对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

5、散热系统不同

变频电机散热风扇采用独立电源供电，保证持续的散热能力。

二、普通电机和变频电机设计上的区别

1、电磁设计

对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

2、结构设计

在结构设计时，主要也是要考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响。

三、普通电机和变频电机测量上的区别

1、变频器实际输出波形为PWM波，除了基波外，还包含载波信号。载波信号频率要比基波高得多，且是方波信号，包含大量的高次谐波，对于测试系统则要求有更高的采样频率和带宽。

2、变频器供电的环境下，各种高频干扰无处不在，电磁干扰要比工频环境要强得多，这就要求测试系统有更强的电磁兼容能力。

3、PWM波的峰值因数一般都较高，普通仪表根本满足了要求，对于变频测试系统来说，要求有更高的测量峰值因数测量能力。

4、用于变频测试的仪表应具备在各种PWM波形中分解出其基波的能力，严格测量需采用数字信号处理的方式，也就是高速采样得到样本序列，再对样本序列进行离散傅里叶变换，得到基波有幅值、相位及各次谐波的幅值和相位。

变频电机的应用领域

1、石油：输油泵、电潜泵、注水泵、抽油机等；

2、化工：挤压机、胶片传送带、搅拌机、压缩机、鼓风机、喷雾器、泵等；

3、钢铁：轧机、辊道、风机、泵、起重机、钢包车、转炉倾动等；

4、冶金行业：轧钢机、辊道、高炉风机、泵、起重机械、高炉送料、钢厂抛光等；

5、轧钢制线：拉线机、卷绕机、鼓风机、泵、起重机械、定长剪切、自动送料；

6、建筑：电梯、传送带、空调设备、鼓风机、泵等；

7、电力：锅炉鼓用鼓风机、给水泵、离心混料机、传送带、扬水发电站、飞轮等；

8、矿业：泥浆泵、传送带、提升机、切削机、掘削机、起重机、鼓风机、泵、压缩机等；

9、交通：电动汽车、电力机车、船舶推进、空压机、电缆车等；

10、水泥：回转窑、起重机械、鼓风机、泵、主传动电机、传送带、立窑风机等；

11、造纸业：造纸机、泵、粉碎机、风机、搅拌机、鼓风机等；

12、电子制造业：空压机、注塑机、中央空调、风机、泵、传送带等。

变频电机的保养方法

1、变频电动机使用环境应该保持干燥，电动机的表面应该保持清洁，进风口不应该受尘土，纤维等的阻碍。

2、变频电动机的热保护（内部有热保护）及短路保护连续发生动作时，应该查明故障来自电动机还是超负荷或保护装置整定数值太低。消除故障后方可投入运行。

3、应保证电动机在运行过程中良好的润滑，根据运转情况不同每500~1000小时左右，即应补充或更换润滑脂（封闭轴承在使用寿命期内不必更换润滑脂）。运行中发现轴承过热或者润滑脂变质时，应及时更换润滑脂。更换润滑脂时应清除旧的润滑脂，并用煤油清洗轴承及轴承盖的油槽，然后将润滑脂填充轴承内外腔的1/2（2级）或者2/3（4，6，8级）。

4、当轴承的寿命终了时，电动机运行时的震动及噪声将明显增大，检查轴承的径向游隙，更换轴承。

5、拆卸电动机时，应该先卸下风扇（定时检查散热风机），从非轴伸端（后端）取出转子，注意防止损坏定子绕组或者绝缘。

6、变频电动机停置较长的时间后再次使用时，应测量绝缘电阻。

7、变频电动机的运输和贮藏不能倒置，不宜堆积，严防受潮。

8、变频电动机库存时应放于清洁、干燥、阴凉、无酸碱等腐蚀性气体的环境中。

通过上文小编为大家介绍的变频电机的好处、工作原理、特点、与普通电机的区别、应用领域、保养方法。相信大家对变频电机也有一定的了解了！在这里，小编要提醒大家一点，那就是我们知道变频电机可以节能，所以变频电机得到很大推广应用。但是变频电机之所以节能，并不是变频电机自身的损耗低，反而在非正弦电压、电流下，高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗的都会有所增加。变频电机节能是通过不断调速来适应不同的使用环境，以此来达到减少不必要的损耗的目的，如果同时运行在工频环境中，变频电机与普通电机的区别并不大，甚至变频电机更加耗能，也就是说我们不能盲目的相信变频一定节能的这种宣传。

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