Вплив на двигун під час регулювання швидкості змінної частоти
[Вплив двигуна на регулювання швидкості перетворення частоти] Двигун регулювання швидкості призначений для регулювання швидкості змінного струму з точки зору його початкового наміру. Однак безпосередньою причиною підвищення частоти перетворення частоти є проста структура і низька вартість звичайного асинхронного двигуна. Вартість і зручність регулювання швидкості. Якщо частота перетворення швидкості регулювання повинна бути обладнана спеціальним двигуном для перетворення частоти, то виникає протиріччя. Притаманна простота, міцність і довговічність регулювання швидкості перетворення частоти не пройшли? Тому в даній роботі обговорюється питання про частоту перетворення двигуна і його діапазон застосування та його застосування на папероробній машині.
Вплив на двигун та його продуктивність під час регулювання швидкості з змінною частотою Регулювання швидкості змінної частоти Вихід імпульсу напруги до кінця двигуна несинусоїдальний незалежно від способу управління. Тому аналіз ходових характеристик звичайних асинхронних двигунів при несинусоїдальних хвилях - це вплив на двигун при регулюванні частоти змінної частоти.
В основному такі аспекти:
Втрата двигуна та ефективність Двигуни, що працюють під несинусоїдальними джерелами живлення, на додаток до звичайних втрат внаслідок фундаментальних, також вводять багато додаткових втрат. Головним чином проявляється у збільшенні втрат міді статора, втратах міді ротора і втратах заліза, що впливає на ефективність двигуна.
1. Пошкодження струму статора в обмотках статора призводить до збільшення струму гармоніки I2R. Коли ефект шкіри ігнорується, втрата міді статора при несинусоїдальному струмі пропорційна квадрату середньоквадратичного струму. Якщо кількість статорних фаз є m1, а опір статора кожної фази R1, то загальна втрата міді статора P1 замінюється на вищевказане рівняння для загального потоку статора rms Irms, включаючи основний струм. Отримано другий член у рівнянні. Втрата гармоній. Експериментами встановлено, що завдяки наявності гармонічного струму та відповідного потоку витоку збільшується насиченість магнітного потоку потоку витоку, збільшується струм збудження, а також збільшується фундаментальна складова струму. .
2, втрата ротора міді в гармонійній частоті, як правило, може розглядатися як стійкість обмотки статора, але для ротора асинхронного двигуна його опору змінного струму значно збільшується через ефект шкіри. Особливо серйозним є ротор глибокої канавки. Синхронний двигун або індукційний двигун під джерелом живлення синусоїдальної хвилі має невеликий гармонічний потенціал через простір статора. Втрати, що виникають в обмотках поверхні ротора, незначні. Коли синхронний двигун працює під несинусоїдальним джерелом живлення. Часовий гармонічний магнітний потенціал індукує струм ротора, як асинхронний двигун, що працює на його основній синхронній швидкості.
Як магнітний потенціал 5-ої гармоніки зворотного обертання, так і магнітний потенціал 7-ої гармоніки прямого обертання індукують струм ротора в 6 разів більше основної частоти, а частота ротора - 300 Гц при основній частоті 50 Гц. Аналогічно, 11-я і 13-я гармоніки викликають у 12 разів основну частоту, тобто 600 Гц струму ротора. На цих частотах фактичний опір змінного струму ротора значно перевищує опір постійного струму. Скільки збільшується опір ротора, залежить від поперечного перерізу провідника і геометрії щілин ротора, в яких розташовані провідники. Типовий мідний провідник, що має аспектне співвідношення близько 4, має співвідношення опору змінного струму до постійного струму 1,56 при 50 Гц, співвідношення близько 2,6 при 300 Гц і співвідношення близько 3,7 при 600 Гц. При більш високих частотах це відношення збільшується пропорційно до кореня квадратної частоти.
3. Втрата серцевини в гармонійному двигуні втрат заліза також збільшується за рахунок виникнення гармонік напруги живлення; гармоніки струму статора встановлюють часову гармонічну магніторушувальну силу між повітряними зазорами. Сумарний магнітний потенціал в будь-якій точці повітряного зазору є синтезом фундаментальних і часових гармонійних магнітних потенціалів. Для трифазної шестиступінчастої форми напруги пік магнітної щільності в повітряному зазорі приблизно на 10% більший за фундаментальне значення, але збільшення втрат заліза, викликане тимчасовим потоком гармонік, невелике. Внаслідок гармонійної частоти втрати від розсіювання внаслідок потоку витоку в кінці і витоку потоку в жолобі зростають. Це необхідно враховувати при несинусоїдальному живленні: ефект витоку на кінці знаходиться в обмотках статора і ротора. Обидва існують, головним чином, втрати на вихрові струми, викликані потоком витоку, що надходить у кінцеву пластину. Внаслідок зміни різниці фаз між магнітним потенціалом статора і магнітним потенціалом ротора у структурі жолоби створюється потік витоку жолоба, і його магнітний потенціал є великим на кінцевій частині, що призводить до втрати серцевини статора і зубів .
4, ККД двигуна Гармонійні втрати значною мірою визначаються гармонійним змістом прикладеної напруги. Гармонічна складова велика, втрати двигуна збільшені, а ефективність знижена. Однак більшість статичних інверторів не виробляють гармоніки нижче 5, тоді як величина вищих гармонік менше. Напруга цієї форми сигналу не є критичною для ефективності двигуна. Розрахунки та порівняльні випробування на асинхронних двигунах середньої потужності показали, що їх ефективний струм повного навантаження збільшується приблизно на 4% від основного значення. Якщо ефект шкіри ігнорується, втрата міді двигуна пропорційна квадрату сумарного ефективного струму, а втрата гармонійної міді становить 8% від фундаментальних втрат. Враховуючи, що опір ротора може бути збільшене в середньому втричі через ефект шкіри, гармонійні втрати міді двигуна повинні становити 24% від основних втрат. Якщо втрата міді становить 50% від загальної втрати двигуна, гармонійні втрати міді збільшують втрати всього двигуна на 12%. Збільшення втрат заліза важко обчислити, оскільки на нього впливають структура двигуна і використовуваний магнітний матеріал.
Якщо вищі гармонічні складові форми напруги статора відносно низькі, як і в 6-ступінчастої хвилі, збільшення гармонійних втрат заліза не перевищує 10%. Якщо втрати заліза і відхилення втрат становлять 40% від загальної втрати двигуна, втрата гармонік становить лише 4% від загальної втрати двигуна. Втрати на тертя і втрати вітру не змінюються, тому загальна втрата двигуна зростає менш ніж на 20%. Якщо ККД двигуна становить 90% при синусоїдальному електроживленні 50 Гц, ефективність двигуна зменшується лише на 1% до 2% через наявність гармонік. Якщо гармонічна складова прикладеного сигналу напруги значно більше, ніж гармонічна складова 6-ступінчастої хвилі, втрата гармоніки двигуна значно збільшиться і може бути більше, ніж фундаментальні втрати. У випадку 6-ступінчастого блоку живлення, двигун з низьким коефіцієнтом витоку може поглинати великий гармонічний струм, тим самим знижуючи ефективність двигуна на 5% або більше. У цьому випадку для того, щоб працювати задовільно, використовують 12-ступінчастий хвильовий інвертор або шестифазну обмотку статора. Гармонійні струми і гармонічні втрати електродвигуна практично не залежать від навантаження, тому втрата часових гармонік може бути фактично визначена шляхом порівняння між синусоїдальною подачею і несинусоїдальною подачею в умовах холостого ходу. Це використовується для визначення приблизного діапазону зниження ефективності двигуна для певного типу або структури.
