直流电动机，变频电动机接线图解

普通电动机与变频电动机的区别

一、变频器对普通异步电动机的影响

1、电动机的效率和温升的问题

无论使用哪种变频器，在运行过程中都会产生不同水平的谐波电压和电流，从而使电动机在非正弦电压和电流下运行。根据数据，以一个常用的正弦波PWM逆变器为例，低阶谐波基本上为零，剩余的谐波分量约为载波频率的两倍： 2u +1（u是调制率）。

高次谐波会增加定子铜损耗，转子铜（铝）损耗，铁损耗和其他损耗。最重要的是转子铜（铝）损耗。由于异步电动机以接近基本频率的同步速度旋转，因此高次谐波电压会以较大的转差率切断转子条，从而导致较大的转子损耗。此外，还应考虑由于集肤效应而导致的额外铜损。这些损耗会导致电动机产生更多的热量，降低效率并降低输出功率。当典型的三相异步电动机在变频器的非正弦电源的输出条件下运行时，温度会升高。通常从10％增加到20％。

2、电动机绝缘强度问题

目前，许多中小型变频器都采用PWM控制模式，载波频率约为数千至10,000Hz，因此电动机定子绕组可以承受较高的电压上升速率，例如：向电动机施加陡峭的脉冲电压将导致对电动机旋转之间的绝缘进行更严格的测试。另外，PWM变频器产生的矩形斩波脉冲电压会叠加在电动机的工作电压上，这会对电动机的接地绝缘层构成威胁，并且由于高压的反复作用，接地绝缘层会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动

当传统的异步电动机由变频器驱动时，电磁，机械，通风和其他因素引起的振动和噪声会变得更加复杂。变频电源中包含的时间谐波会干扰电动机电磁部分的固有空间谐波，从而形成各种电磁激励力。当电磁力波的频率匹配或接近电动机的固有振动频率时，会发生共振，并且噪音会增加。因为电动机具有宽的工作频率范围和宽的转速，所以各种电磁力波的频率难以避免电动机的每个部件的固有振动频率。

4、电动机对频繁启动、制动的适应能力

由于变频器被用作电源，因此它可以在非常低的频率和电压下启动电动机而没有涌入电流，并且可以使用变频器提供的各种制动方法来执行快速制动。起动和制动创造了条件，因此电动机的机械系统和电磁系统受到周期性交变力的作用，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5、低转速时的冷却问题

首先，异步电动机的阻抗不是理想的，并且当电源频率较低时，由于电源谐波引起的损耗相对较大。第二，当普通异步电动机的转速降低时，冷却空气的量与转速的三次方成比例地减少，这使电动机的低速冷却条件恶化，并且温度急剧升高。很难获得恒定的转矩输出。

二、变频电动机的特点

1、电磁设计

对于普通异步电动机，设计中考虑的主要性能参数是过载能力，起动性能，效率和功率因数。对于变频电动机，临界滑差与功率频率成反比，因此可以在临界滑差接近1时直接启动。因此，您不必过多考虑过载能力和启动性能，但是要解决的关键问题是如何改进电动机。非正弦波电源的适应性。一般而言，这是操作方法：

1）尽可能减小定子和转子的电阻。

可以通过减小定子电阻来补偿由于谐波引起的铜损增加，从而降低基本铜损。

2）为了抑制电流的谐波，必须适当增加电动机的电感。但是，转子槽漏电抗较大，趋肤效应也较大，高次谐波的铜损也增加。因此，电动机泄漏电抗的大小应考虑整个速度范围内阻抗匹配的合理性。

3）变频电动机的主磁路通常设计为不饱和的。一种认为谐波越高，磁路越饱和，另一种认为相应地增加逆变器的输出。低频时增加输出转矩的电压。

2、结构设计

结构设计中的主要考虑因素是非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构，振动和噪声冷却方法的影响。通常，您应注意以下几点：

1）绝缘等级（通常为F等级或更高）会增强对地的绝缘和匝的绝缘强度，尤其要考虑到承受脉冲电压的绝缘能力。

2）关于电动机的振动和噪声，有必要充分考虑电动机零件和整体的刚性，并增加固有频率以避免与各种力波产生共振。

3）冷却方法：通常采用强制通风冷却方法。换句话说，主电动机冷却风扇由独立的电动机驱动。

4）对于容量大于160KW的电动机，应采取防止电流存储电流的措施和使轴承绝缘的措施。主要原因是容易在磁路中产生不对称，并且还会产生轴电流。当其他高频组件产生的电流共同作用时，轴电流会显着增加，这会损坏轴承，因此通常需要采取绝缘措施。

5）对于恒定输出变频电动机，当速度超过3000/min时，应使用特殊的耐高温油脂来补偿轴承的温升。