一個(gè)普通電機是無(wú)法完成眾多工作生產(chǎn)需求，主要是根據恒壓設計的，而變頻電機可以根據電壓及需求達到不同的生產(chǎn)要求，可以根據電壓產(chǎn)生不同的轉速及頻率，并且有很好的保障性。

1、電機的效率和升溫問(wèn)題

無(wú)論是哪種形式的變頻器，都會(huì )產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電機在非正弦電壓電流下工作。拒絕數據顯示，以目前廣泛使用的正弦波PWM變頻器為例，其低次諧波基本為零左右，其余的諧波頻率約為載波頻率的兩倍。2u+1(U為準備比率)。

高諧波會(huì )導致電機定子銅消耗、轉子銅消耗、鋁消耗、鐵消耗和額外損耗，最顯著(zhù)的是轉子銅(鋁)。由于異步電動(dòng)機與基波頻率相對應的同步轉速旋轉，高諧波電壓在轉子導條具有較大的轉差時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的轉子損耗。此外，還必須考慮由于皮膚收集效果而產(chǎn)生的附加銅消耗。這些損耗將降低電機的額外加熱效率，降低輸出功率，例如在變頻器輸出的非正弦電源下操作普通三相異步電動(dòng)機。其溫升一般為10%≤20%。

2、電機絕緣強度

目前，許多中小型變頻器使用PWM控制。他的載波頻率約為數千到10千赫，這使得電機定子繞組的電壓增長(cháng)率很高，相當于對電機的沖擊電壓。對電機的坡間絕緣進(jìn)行了更嚴格的測試。此外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓的疊加將對電機的地面絕緣構成威脅。地面絕緣會(huì )在高壓的反復沖擊下加速老化。

3、諧波電磁噪聲和振動(dòng)

當普通異步電機使用變頻器時(shí)，由電磁機械通風(fēng)引起的振動(dòng)和噪聲變化將更加復雜。變頻電源中的時(shí)間諧波與電機電磁部分的固有空間諧波相互干擾，形成各種電磁激振力。當電磁波的頻率與電動(dòng)機身的固有振動(dòng)頻率相同或接近時(shí)，就會(huì )引起共振，從而增加噪聲。由于電機的工作頻率范圍很廣，所以很難避免電機各部件的固有振動(dòng)頻率。

4、電機適應頻繁啟動(dòng)的制動(dòng)能力。

當變頻器供電時(shí)，電機可以在低頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式啟動(dòng)，并且可以通過(guò)變頻器提供的制動(dòng)方式快速制動(dòng)。為了實(shí)現頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)，電機的機械系統和電磁系統在循環(huán)交變中起著(zhù)重要的作用。給機械結構和絕緣結構帶來(lái)疲勞，加速老化

5、低速冷卻問(wèn)題

首先，當電源頻率低于底部時(shí)，異步電機的阻抗是不理想的。第二，當普通異步電機再轉速降低時(shí)，冷卻風(fēng)量與轉速之間的比例降低，導致電機低速冷卻條件的惡化和溫升的急劇增加。很難實(shí)現橫向矩的輸出。

6、變頻電機的工作原理

下圖(A)拆卸風(fēng)扇電機的照片風(fēng)扇采用變頻電機，可從線(xiàn)圈位置識別。下圖(B)是變頻電機控制電路板控制芯片，集DSP功能和驅動(dòng)器于一體，簡(jiǎn)化了電路結構。控制芯片的編程可以改變電機的速度。

變頻電機的特點(diǎn)區別

1、電磁設計

對于普通異步電機，重新設計的主要性能參數是過(guò)載啟動(dòng)性能和功率因子。然而，變頻電動(dòng)機的過(guò)載能力和起動(dòng)性能并不需要太多的考慮，因為臨界轉差率可以直接接近1：00。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是如何提高電機對非正弦電源的適應性。這種方法通常如下。

2、盡量減少定子和轉子電阻。通過(guò)降低定子電阻，可以減少基波銅的消耗，以彌補高諧波引起的銅消耗。

3、為了抑制電流中的高諧波，必須適當增加電機的電感。但轉子槽滲漏阻力大，皮膚收集效果大，諧波銅消耗高。因此，電機泄漏的尺寸應考慮到整個(gè)調速范圍內阻抗匹配的合理性。

4、變頻電機的主磁路徑一般設計為不飽和。首先，考慮高諧波會(huì )加深磁路飽和，并考慮低頻。為了改善輸出扭矩，提高了變頻器的輸出電壓。

結構設計

在再結構設計中，還考慮了非正弦電源對變頻電機絕緣結構振動(dòng)噪聲冷卻模式的影響。

1、絕緣水平一般為F或以上，以提高地面絕緣和線(xiàn)圈絕緣強度，特別是絕緣沖擊電壓的能力。

2、電機的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題應充分考慮電機構件和整體剛度，以提高其固有頻率，以避免與每個(gè)力波產(chǎn)生共振。

3、冷卻方法：主電機散熱風(fēng)扇通常由獨立電機驅動(dòng)。

4、防止軸電流措施超過(guò)160kW電機其主要原因是磁路不對稱(chēng)也會(huì )產(chǎn)生軸電流。當其它高頻分量產(chǎn)生電流組合時(shí)，軸電流將顯著(zhù)增加，從而導致軸承損壞。因此，有必要采取絕緣措施。

5、當轉速超過(guò)3000min時(shí)，應使用耐高溫特殊潤滑脂來(lái)補償軸承溫度的增加。

6、變頻控制原理。

EG=4.4.4f1KN1GN1GN1G

控制公式。

定子每相感應電勢的有效值。

f1-定子頻率

N1-定子每相繞組的串聯(lián)匝數。

KN1-基波繞組系數。

ΦM-每極間隙的磁通量。

基頻以下的速度削減。

從控制公式可以看出，只要EG/F1保持在同一值，它就能保持不變。然而，繞組中的感應電勢難以直接控制。當電勢較高時(shí)，可以忽略定子繞組的阻抗壓降，并識別U1≈EG。U1/F1=常值;低頻時(shí)，U1和EG相對較小，不能忽略人工提升U1，以彌補定子繞組的阻抗壓降。

基頻以上的速度調整。

當基頻高于基頻時(shí)，頻率上升，但U1不能大于額定電壓U1n，只能使U1=U1。因此，可以看出，這將迫使磁通與頻率成反比，相當于直流電機的弱磁升速。

結合上述兩種情況，可獲得異步電機的變頻調速特性，如上述圖所示。這也是變頻電機加速的V/F曲線(xiàn)圖在實(shí)際應用中，V/F開(kāi)環(huán)控制也沿此曲線(xiàn)進(jìn)行。

第三，實(shí)際應用程序比較。

變頻驅動(dòng)下變頻電機效率約為10%，溫升約為20%。特別是在矢量控制或直接扭矩控制的低頻區域。

變頻電機比普通電機更適合頻繁啟動(dòng)和頻繁調速。

變頻電機在電磁噪聲和振動(dòng)方面比普通電機具有更低的噪聲和較低的電磁振動(dòng)。

4.電機的絕緣強度。由于變頻電機是專(zhuān)為變頻器驅動(dòng)而設計的，所以變頻電機的絕緣強度較高。特別是在DTC控制模式下，對電機的絕緣強度進(jìn)行了很大的測試。

主要區別是變頻電機有額外的散熱(使用獨立的軸流風(fēng)扇強制通風(fēng))。在低頻直流制動(dòng)和一些特殊應用中，散熱比普通異步電動(dòng)機要好得多。了解更多電機專(zhuān)業(yè)知識及技巧，可加入電機行業(yè)內qq群136274082，業(yè)內專(zhuān)業(yè)老師傅解答。