变频调速异步电动机设计解析

荆小艳

（江西铜业高级技工学校，江西 贵溪335421）

异步电动机以其结构简单、价格低廉、运行可靠等方面的特点在变频传动系统中得到了广泛的应用。变频调速异步电动机在使用的过程中具备良好的驱动性能和控制性能，在使用的过程中能够有效节省电能，拥有广阔的发展前景。在社会经济和科技的发展支持下，变频调速异步电动机的应用呈现出快速发展的趋势。基于变频调速异步电动机设计和普通异步电动机的差异，为了能够更好地发挥出变频调速异步电动机的作用，文章结合当前社会发展的基本需求，就怎样优化变频调速异步电动机设计进行更深入的分析和思考。

1 变频电机设计的特点

变频电机的基本设计结构如图1所示。

图1 变频电机的基本设计结构

（1）在一定工作范围内使用频率可以调整。为此，在变频电机设计的时候不仅要考虑其在某些频率下的运行特点，而且还需确保电机在较宽的频率范围内体现出良好的运行性能。（2）在低速运行的时候变频机能够将最大转矩调节到起动点的状态，因而不需要额外考虑起动机性能和转子槽的深度。

（3）变频电机通过调节电压和频率能够确保每一个运行点都具备多个运行方式，进而能够系统运行情况来调整转差频率。

（4）考虑到电源谐波对变频器供电的影响，变频电机在设计的时候要注重抑制谐波，抑制谐波的一般方式是增加定子阻抗。

（5）为了减少轴电压、轴电流对电机轴承的干扰，在变频电机设计的时候需要充分考虑轴电压和电流。对于较小的轴电流可以适当增加电机的气隙，使用科学的润滑脂。对于高轴电压则是需要采取措施隔断轴电流的回路。另外，为了能够增强变频调速电机的使用性能，在具体应用设计的时候要结合实际就变频调速异步电动机的基本参数问题进行优化设计，具体如表1所示。

（6）变频电机在具备变频功效的装置作用下开展一系列的供电操作，能够为整个系统的运作提供更高层次的谐波，并产生局部电荷信息。

表1 变频电机设计目标和参数变化的关系表

2 变频调速异步电动机的电磁设计

变频调速异步电动机的电磁优化设计能够在以往异步电动机运行的过程中额外提升整个变频调速电机的使用操作性能。为此，在相关人员使用变频调速异步电动机的时候要结合其应用的范围和基本方向来优化变频调速异步电动机的电磁设计，对电磁设计参数进行合理优化选择，使得电磁设计能够广泛的参与到整个系统的运作中，确保电磁参数的选择需要确保每个频率点的转矩满足额定参数要求。

3 变频调速异步电动机的工作频率设计

在具体应用的时候对变频调速异步电动机运行过程中的工作频率有着较高的要求，在具体设计的时候不仅要考虑单一频率下的电动机运行性能，而且还需对特殊频率下的电动机运行频率进行全面的分析。当前，大多数变频调速异步电动机的工作频率一般被控制在5～100 Hz。在变频调速异步电动机设计的时候需要对其启动型进行全面的分析，

4 变频调速异步电动机的绝缘设计

在一般情况下电机会在逆变电源供电环境下进行运行，在具体操作的时候绝缘系统会承受超过自身承载力的电力，电力系统的使用强度也会在无形中得到增加。从具体的使用操作情况来看，变频电机绕组线圈的电应力能够体现出这样两个特点：①电压线圈分布不均衡。从实际应用情况来看，电子定子绕组在操作时候会承担在80%左右比重的过电压数值信息，绕组首匝承受的电压会超过平均匝之间的电压。而出现这种现象的原因是电压在匝间绝缘上的性质体现出较大的差异特点。②电压在匝间的绝缘性质上会体现出较大的差异，伴随出现的是绝缘和老化。结合以上的分析，变频调速异步电动机的绝缘设计需要具备良好的耐冲击电压性能、局部放电性能、耐热和耐老化性能。

5 变频调速异步电动机的结构设计

变频调速异步电动机的结构设计着重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，具体包含以下几个方面的内容：①普通电机在采用变频器进行供电的时候，在机械设备应用、系统通风和电磁操作的综合作用下会出现一系列的噪声和振动问题。因此，在变频调速异步电动机设计的时候需要充分考虑变频调速异步电动机构件和整体刚度，提升变频调速异步电动机的固有频率，避免变频调速异步电动机运行和次力波产生的共振现象。②电机冷却方式。变频调速异步电动机在运行的过程中主要电机散热风扇一般会采用独立的电机驱动，使其在低速时保持足够的散热风量。③恒功率变频电机运作时，如果启恒功率变频电机转动速度每分钟超过3000 r，则是需要相关工作人员及时应用耐高温的特殊润滑脂来补偿轴承的温度升高。④对于最大转速较高的高频电机，可以在其最外部额外安排非磁性护环，从而增强整个变频调速异步电动机的强度和刚度。

6 结 语

综上所述，为了能够更好地发挥出变频调速异步电动机在人们实际生活中的作用，变频调速异步电动机在具体设计的时候要充分考虑电机本体和调速系统的需要，增强整个变频调速异步电动机系统的灵活性，不断优化变频调速异步电动机的设计结合优化，从而提升整个系统的运行性能。