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变革原动力——谈变频器与电机的匹配

将设备配套电机更换为变频电机,为什么要用变频器?变频器供电会给电机应用带来怎样的变革?这里就谈谈电机用变频器,解析变频器是如何给电机应用带来颠覆性变革的。


电机用变频器概述

电机用变频器大致分三个类型‍‍

●普通功能型。基本v/f变频调速功能,调速精度和转矩控制性能要求不高的一般应用均可满足。


●高功能型。具有转矩控制功能的v/f变频调速,提升机类恒转矩负载普遍采用。


●矢量控制或直接转矩控制型。轧钢、造纸等对动态性能要求较高的高性能应用场合必须采用矢量控制变频器。


变频器的应用

变频器技术尚不太成熟的年代,高性能应用的风机、水泵上配套的多为变极多速三相异步电动机,但由于为有级调速,做不到宽范围平滑速度调节,更谈不上性能优化。如今变频器应用非常普遍,专门用于风机、水泵类负载的变频电机经设计优化,可以做到整个调速范围效率、功率因数等电气性能保持较高的水平。


风机、泵类等负载或输出调节三级跳

● 传统的调节方法。通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。


●变极多速三相异步电动机有级调速。满负荷运行时,变极多速三相异步电动机高速运行;风量或给水量需调小时,电机转换为中速或低速运行,输入功率大幅度减小,达到极其显著的节能效果。


●变频调速三相异步电动机无级调速。当使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低泵或风机的转速即可满足要求。通常该应用的专用变频电机拥有宽调速范围内最优化的性能指标,比值“流量/耗能量”始终维持较高水平。

软启动和永磁同步变频应用

异步电机使用变频器驱动,不仅实现了无级调速,而且电机起动电流控制在了不到2倍额定电流的范围内,起动转矩也可达到2倍左右的额定转矩。因此,变频器驱动三相异步电机不存在起动问题,高性能软启动是其与生俱来的特性。

高性能永磁同步电机如新能源汽车专用永磁电机、舰船驱动用永磁电机等则无一例外选用变频器驱动,此类应用变频器通常为集成度非常高的专用驱动电源模块,与电机本体一体化制造构成永磁同步电机系统。


变频器驱动拓展了电机的应用领域,许多设计禁忌因之而打破,如低至几十转、几百转的低速直驱风力发电机,高达几万转的高速直驱主轴、汽车驱动专用电机等。随着应用的升级和不断细化的专业需求,电机用变频器必将向高性能通用型、专用型机电一体化和智造化高级应用等多维度方向发展,推动电机设计理念和电机制造不断革新升级。


(来源 电机技术日参)



发布时间:2018-7-16 阅读:24次