变频电源供电电动机的技术分析

杨显波

摘要

变频电源在许多领域都有着广泛应用，通过对其合理应用，可以完成相应的供电操作。供电电动机是变频电源的一项重要技术，在对变频电源进行应用期间，为了确保其应用的合理性，以及在供电过程中不会出现任何问题，应当从实际出发，做好对供电电动机技术的分析。

【关键词】变频电源 电动机 电压

变电电源供电电动机与工频正弦波供电电动机存在一定的差别，这种差别主要体现在，变频电机在实际运行过程中，使由低频到高频范围运行。同时，变频器在实际换流期间，电动机在运行期间，会释放电感贮能，该情况的存在，将会导致电压发生突变，致使电源波形发生变化，不再是正弦，这也就会电源的运行造成影响。由此可见，需要做好相应的分析工作，确保变频电源运行过程中不会出现任何问题。

1 运行的能耗及效率问题

变频电源在实际输出过程中会包含大量的高次谐波，受该因素影响，电动机电流波会呈现叠加谐波正弦波。不同的频率和振幅的磁通谐波和电流都会导致转子铜耗、铜耗、铁耗以及相应的附加损耗，其转子铜耗最为明显。这些损耗现象的存在将会降低电动机在实际运行过程中的效率和功率因素，其功率因素下降了约5%-10%，效率则下降了1.5%-3.0%。与此同时，这些损耗中的大部分都转变为热能，导致电机会出现附加发热，进而还会引起变频电机的温度上升。因此，变频电源供电电动机在运行期间，为了确保其运行效率处于一个合理的范围内，同时允许相应的温度上升，在与普通三相异步电动机的冷却条件及结构都相同的情况下，在设计变频电机时，应当采取较低的气隙磁密和电负荷。

除此之外，转子绕组保持常熟运行期间，为了完成对转子绕组漏磁通的合理补偿，气隙磁通的具体密度应当随着负载转矩的增加而不断提高。同时，定子绕组电流变大时，定子槽漏磁通也会变大，这也就会导致扼部及定子齿磁通密度变大。由此可见，设计电机过程中，如果依据定额运行状态进行，针对定子铁芯及气隙留有一定的余地，通过该方式，避免供电电动机在运行期间出现过分饱和状态，从而确保电机在实际运行期间不会出现任何问题。

2 供电电动机运行期间出现的不良情况

2.1 电磁振动及噪音

变频器传动电机过程中，因为输出电压电流中具有高次谐波分量，这也就会导致气隙高次谐波磁通量会有所增加，从而将会形成磁振动和噪音。电磁噪音的具体特点如下：

（1）位于转子固有频率附近的区域，噪音相对较大，这将会其运行的合理性和稳定性造成不良影响。

（2）铁芯机壳轴承等部位的噪音较大。

（3）传动电动机在具体运行期间，会形成刺耳噪音，这种噪音与控制开关的频率有着一定关系。

通常来说，对于振动和噪音的抑制，可以采取下列几种措施进行：

（1）将交流电抗器连接在变频器输出侧。若电磁转矩预留，可以适当的选取相对较小的U/f。对特殊电动机进行应用，同时可以在噪音相对较为严重的情况下，对电机轴系统的固有频率的谐振进行详细检查，及时发现问题，并对问题加以解决。

（2）为了消除或消减振动，可以将交流电抗器连接在变频器输出侧，通过对其进行应用，吸收变频器输出电流中存在的高次谐波电流成分，为了确保变频电源在运行期间不会出现问题，要采用正弦波方式的变频器，通过该方式可以减少脉动转矩。在装置中，电动机与负载相互连接构成的机械系统能够有效纺织振动情况的发生。

2.2 形成对绝缘的冲击

变频器在具体应用期间，在换流期间，受多方面因素的影响，电动机此时释放一定量的电感贮能，该情况的存在，将会导致电压发生突发现象，同时，受叠加在运行电压上各项因素的影响，将会形成冲击电压，这势必会对电动机在应用期间，对地绝缘的形成产生一定威胁。在电动机绕组上加设高频陡峭波前的脉冲电压，此时，绕组的内容将会受多方面因素的影响，从而形成高频振荡，在实际振荡期间，将会在绕组首末端几匝形成点位梯度，这些梯度的存在，势必会对绕组匝间绝缘造成较为严重的威胁，情况严重时会设置会影响绕组的性能，对装置造成破坏。受环流次数与陡峭波前电压冲击频率较为频繁因素影响，这势必会造成绝缘反复冲击老化，同时还会伴随着电晕放电引起的各种不良的腐蚀问题，从而造成绝缘恶化，导致绝缘变质变快，对装置的性能以及应用都会造成不良影响。基于此，应当从实际出发，提高电机的绝缘性，并且要使电机的整体机械强度得到进一步提高，从变频电机运行过程中的具体应用情况来看，其绝缘强敌应当具有如下特点：

（1）不错的耐冲击电压性能，避免遭受破坏。

（2）优秀的耐局部放电功能，以免由于局部出现严重放电，对其应用造成不良影响。

（3）良好的耐老化、耐热性能，延长装置的应用寿命，其是作用可以得到充分发挥。

在材料的选择过程中，应当将耐电晕聚酞亚胺薄膜作为绝缘结构的一项主要材料。针对功率不到300kW的變频电动机，为了保证变频电动机在运行期间不会出现问题，保证运行的稳定性，通常会采用圆漆包线对电磁线进行处理，而对于高于300kW的变频电动机，应当采用整嵌绕组，所有的电磁采用的都为聚酞亚胺薄膜绕包烧结导线，这样可以确保整个变频电动机运行的安全性。

3 结束语

变频调速异步电动机与普通异步电动机相比有着许多不同之处，前者在实际运行过程中采取变频器完成相应的操作，其在实际运行过程中的性能与调速系统设计有着密切联系。设计变速调速级过程中，不仅要注意本机和调速系统，而且要确保设计自身的灵活性，这也使高频变速系统设计变得更加复杂。因此，要从整体对电机的实际设计情况进行优化，从而确保其最终运行的合理性。

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