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宁自新闻 - 变频器产生谐波对电动机影响
作者: 游览数:414 来源:上海宁自电气有限公司(转载)
 

异步电动机具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点而得到广泛使用。对异步电动机拖动系统进行变频调速节能改造时,可不更换原电动机,而在电动机与电源之间串入相配套型号变频器,即可实现异步电动机转速的调节。但由于变频器是非线性设备,运行中必然会产生高次谐波而对电动机造成不良影响。

按常规设计的异步电动机,均设计在额定频率和额定电压下运行的,只有瞒住运行条件才能确保电动机轴上输出转矩、输出功率达到额定值。然而在变频调速工况下运行的电动机,其输入电流的频率是个变量,通过改变输入电流的频率即可实现异步电动机转速的调节。但由于输入电流频率的变化,故对电动机输出的轴功率会造成影响。所以对不同拖动系统电动机容量的选择上,应考虑这种影响而有一定的容量裕度。

通常使用中异步电动机,均在额定功率和允许温升条件下运行,其温升是不容易超过规定值。但在变频调速工况下运行的异步电动机,由于输入电流含有颇丰的高次谐波,因为会因谐波电流产生附加损耗。同时因谐波电流影响,而使输出轴功率有所下降,运行效率降低,温升增高等异常情况。异步电动机运行中,若发生温升增高必将导致线圈绝缘的挥发和降解加速,介电强度和体积电阻率下降,还会造成绝缘的炭化而丧失绝缘功能。另外,谐波电流产生的附加磁场,相对于转轴是高速度旋转的,它产生的轴电势较高,会击穿轴承的油膜,使轴电流流过轴承而造成损害。

异步电动机的线圈间存在着分布电容,高次谐波电压输入时,使各线圈之间的电压分担不均匀,导致承担高电压线圈绝缘老化加速,从而使首匝线圈绝缘损伤。在变频调速拖动系统中,变频器输出电压的幅值是额定电压的3倍,再加上变频器电压变化率(du/dt)很高,它所引起的振荡使电动机线圈收到应力变得更大,导致线圈绝缘老化。在开关频率很高工况下,变频器和电动机之间连接电缆,若是长度过长时会产生驻波,将导致电动机端电压的升高,这种高电压也会加速线圈绝缘的老化,而影响电动机的使用寿命。

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