2016-12-03
普通電動(dòng)機(jī)是按工頻電源下能獲得最佳特性而設(shè)計(jì)的，所以使用通用變頻器時(shí)，根據(jù)用途在特性、強(qiáng)度等方面受到限制。因此，為變頻器傳動(dòng)而設(shè)計(jì)的各種專用電動(dòng)機(jī)已有系列化產(chǎn)品。
(1)變頻器專用電動(dòng)機(jī)的分類
變頻器專用電動(dòng)機(jī)的分類有以下幾種：
1)在運(yùn)轉(zhuǎn)頻率區(qū)域內(nèi)低噪聲、低振動(dòng)。
2)在低頻區(qū)內(nèi)提高連續(xù)容許轉(zhuǎn)矩（恒轉(zhuǎn)矩式電動(dòng)機(jī)）。
3)高速用電動(dòng)機(jī)。
4)用于閉環(huán)控制（抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng)）的帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)。
5)矢量控制用電動(dòng)機(jī)。
(2)專用電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)注意事項(xiàng)
下面說(shuō)明各種專用電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)注意事項(xiàng)等。
1)低噪聲、低振動(dòng)的專用電動(dòng)機(jī)
磨床、自動(dòng)車床等機(jī)床，由于加工精度上的原因要求低振動(dòng)，近年電動(dòng)機(jī)的調(diào)速多使用變頻器。另外通常從公害和改善工作環(huán)境等方面要求電動(dòng)機(jī)低噪聲也變得強(qiáng)烈。因此，作為系列化了的產(chǎn)品，變頻器專用電動(dòng)機(jī)與一般電動(dòng)機(jī)相比多數(shù)是解決了噪聲、振動(dòng)問(wèn)題。這種專用電動(dòng)機(jī)用變頻器傳動(dòng)時(shí)，其噪聲、振動(dòng)比標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)小得多。
如前所述，變頻器傳動(dòng)時(shí)噪聲、振動(dòng)變大，除高速區(qū)的風(fēng)聲，其原因是由于較低次的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩引起的。特別是電動(dòng)機(jī)氣隙的不平衡和轉(zhuǎn)子的諧振是振動(dòng)較大的原因，也是電磁噪聲增大的原因。另外，與風(fēng)扇罩等電動(dòng)機(jī)零件的諧振也能產(chǎn)生電磁噪聲有關(guān)。其大小隨電磁脈動(dòng)的增大而增大。因此，為降低振動(dòng)與電磁噪聲，可以考慮以下幾點(diǎn)：
①減小氣隙不平衡。
②使各部件的固有頻率與電磁脈動(dòng)的分量錯(cuò)開(kāi)。
③減小電磁脈動(dòng)的大小。
④采用五相集中繞組變頻器調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)。五相集中繞組變頻器調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)具有功率密度高、輸出轉(zhuǎn)矩大、電磁振動(dòng)和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。
2)提高轉(zhuǎn)矩特性的變頻器專用電動(dòng)機(jī)
標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)用變頻器傳動(dòng)時(shí)，即使頻率與工頻電源相同，電流也增加約10%，溫升則要提高約20%；在低速區(qū)，冷卻效果和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩均降低，因而必須減輕負(fù)載。但是根據(jù)用途，要求低速區(qū)有100%的轉(zhuǎn)矩或者為了縮短加速時(shí)間，要求低速輸出大轉(zhuǎn)矩的情況時(shí)有發(fā)生。對(duì)于這樣的用途如果采用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，則電動(dòng)機(jī)容量需要增大，根據(jù)情況變頻器的容量也要增大?；诖?，制造廠商生產(chǎn)了100%轉(zhuǎn)矩可以連續(xù)使用到低速區(qū)的專用電動(dòng)機(jī)，并系列化。這種專用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性如圖8-3所示。
圖8-3專用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線
由圖可見(jiàn)，從6Hz到60Hz可以用額定轉(zhuǎn)矩連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。給這種專用電動(dòng)機(jī)供電的變頻器，可以采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，也可采用U/f模式等特殊化的專用變頻器。
3)高速變頻器專用電動(dòng)機(jī)
高速電動(dòng)機(jī)使用轉(zhuǎn)速約為10000- 300000r/min，為了抑制高頻鐵損產(chǎn)生的溫升，多采用水冷卻。另外采用空氣軸承、油霧軸承、磁軸承等，在結(jié)構(gòu)上與一般電動(dòng)機(jī)完全不同，是一種特殊電動(dòng)機(jī)。
另一方面，在通用變頻器的普及方面，變頻器的最高頻率已上升到60Hz、120Hz、240Hz，與此相應(yīng)，高達(dá)10000r/min左右的廉價(jià)高速電動(dòng)機(jī)需求量也增加了。
高速化運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題有：
①軸承的極限轉(zhuǎn)速。
②冷卻風(fēng)扇、端子的強(qiáng)度。
③由于機(jī)械損耗的增加造成的軸承溫度升高。
④噪聲的增加。
⑤轉(zhuǎn)子的不平衡等。
為此，有去掉端環(huán)風(fēng)葉、去掉冷卻風(fēng)扇（采用全封閉自冷或冷卻風(fēng)扇單獨(dú)傳動(dòng)的強(qiáng)迫通風(fēng)方式）、設(shè)置平衡環(huán)等措施。
4)帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的專用電動(dòng)機(jī)
為變頻器閉環(huán)控制而設(shè)計(jì)制造的帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的專用電動(dòng)機(jī)，多用于為了提高速度精度，要求采用轉(zhuǎn)差頻率控制的閉環(huán)控制。測(cè)速發(fā)電機(jī)的規(guī)格是三相交流式，能產(chǎn)生較高的輸出電壓。
5)矢量控制電動(dòng)機(jī)
矢量控制調(diào)速系統(tǒng)要求電動(dòng)機(jī)慣性小，作為專用電動(dòng)機(jī)已系列化。檢出器采用磁編碼器、光編碼器等，變頻器也為矢量控制電動(dòng)機(jī)專門設(shè)計(jì)。
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