变频器对电机的影响,为什么用变频器带的电机更容易坏的...

qiqideng · 发表于 2024-7-26 12:59:41

变频器对电动机的影响主要体现在以下几个方面：

一、谐波产生与电动机运行效率

1. 谐波电压和电流

不论哪种形式的变频器，在运行中均会产生不同程度的谐波电压和电流。这些谐波使得电动机在非正弦电压、电流下运行，从而引发一系列问题。以正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，但会产生比载波频率大一倍左右的高次谐波分量，形式为2u+1（u为调制比）。

2. 损耗增加与效率降低

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，其中最为显著的是转子铜（铝）耗。这是因为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，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，会产生很大的转子损耗。同时，集肤效应也会产生附加铜耗，这些都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小。将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。

二、绝缘强度与寿命问题

1. 绝缘冲击

目前中小型变频器多采用PWM的控制方式，其载波频率约为几千到十几千赫，这使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压。这种冲击电压会对电动机的匝间绝缘构成威胁，加速绝缘老化。

2. 绝缘击穿

在长期的谐波冲击下，电动机的绝缘可能会被击穿，导致电动机损坏。这是一个严重的问题，需要引起足够的重视。

三、振动、噪声与机械结构疲劳

1. 振动与噪声

普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变得更加复杂。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，会产生共振现象，从而加大噪声。

2. 机械结构疲劳

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。此外，电动机在频繁启动和制动的过程中，机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，这会给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

四、轴承损伤与寿命降低

1. 轴承损伤

变频器谐波还可能导致电动机的轴承出现麻点、破裂等损伤。这是因为谐波电流会产生额外的电磁力，对轴承产生不良影响。

2. 寿命降低

综合以上各种因素，变频器谐波会导致电动机的寿命明显降低。因此，在使用变频器供电时，需要采取必要的措施来减小谐波的影响，如加装滤波器、优化变频器参数等。

综上所述，变频器对电动机的影响是多方面的，包括谐波产生与电动机运行效率、绝缘强度与寿命问题、振动噪声与机械结构疲劳以及轴承损伤与寿命降低等。在使用变频器时，需要充分考虑这些因素，并采取相应的措施来减小其影响。

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