Hlavní rozdíl mezi motorem napájeným z frekvenčního měniče a motorem napájeným sinusoidou síťového kmitočtu spočívá v tom, že na jedné straně pracuje v širokém frekvenčním rozsahu od nízkých frekvencí po vysoké frekvence a na druhé straně má průběh výkonu nesinusový. Díky analýze napěťového průběhu pomocí Fourierových řad je zjištěno, že průběh napájecího zdroje obsahuje kromě základní složky (řídicí vlny) více než 2N harmonických (počet modulačních vln obsažených v každé polovině řídicí vlny je N). Když měnič střídavého proudu SPWM vydává výkon a přivádí jej do motoru, průběh proudu v motoru se jeví jako sinusová vlna se superponovanými harmonickými. Harmonický proud generuje pulzující složku magnetického toku v magnetickém obvodu asynchronního motoru a pulzující složka magnetického toku se superponuje na hlavní magnetický tok, takže hlavní magnetický tok obsahuje pulzující složku magnetického toku. Pulzující složka magnetického toku také způsobuje, že magnetický obvod má tendenci k nasycení, což má následující vliv na provoz motoru:
1. Generuje se pulzující magnetický tok
Ztráty se zvyšují a účinnost klesá. Protože výstup napájecího zdroje s proměnnou frekvencí obsahuje velké množství vyšších harmonických, tyto harmonické produkují odpovídající spotřebu mědi a železa, což snižuje provozní účinnost. Dokonce i technologie sinusové šířky impulzů SPWM, která je v současnosti široce používána, potlačuje pouze nízké harmonické a snižuje pulzující moment motoru, čímž prodlužuje stabilní provozní rozsah motoru při nízkých otáčkách. Vyšší harmonické se nejen nesnížily, ale naopak zvýšily. Obecně platí, že ve srovnání se sinusovým napájecím zdrojem síťové frekvence je účinnost snížena o 1 % až 3 % a účiník se sníží o 4 % až 10 %, takže ztráta harmonických motoru při napájení s frekvenčním měničem představuje velký problém.
b) Generování elektromagnetických vibrací a šumu. Vzhledem k existenci řady vyšších harmonických kmitů budou generovány také elektromagnetické vibrace a šum. Snížení vibrací a hluku je již problémem u motorů napájených sinusovými vlnami. U motoru napájeného měničem se problém stává složitějším kvůli nesinusové povaze napájení.
c) Při nízkých otáčkách se vyskytuje nízkofrekvenční pulzující moment. Harmonická magnetomotorická síla a harmonický proud rotoru se snoubí, což vede ke konstantnímu harmonickému elektromagnetickému momentu a střídavému harmonickému elektromagnetickému momentu. Střídavý harmonický elektromagnetický moment způsobí pulzaci motoru, což ovlivní stabilní provoz při nízkých otáčkách. I při použití modulačního režimu SPWM bude ve srovnání se sinusovým napájením síťové frekvence stále existovat určitý stupeň nižších harmonických, které budou při nízkých otáčkách vytvářet pulzující moment a ovlivní stabilní provoz motoru při nízkých otáčkách.
2. Generujte impulzní napětí a axiální napětí (proud) do izolace
a) Dochází k přepětí. Když motor běží, aplikované napětí se často překrývá s přepětím generovaným při komutaci součástí frekvenčního měniče a někdy je přepětí vysoké, což má za následek opakované úrazy elektrickým proudem cívky a poškození izolace.
b) Generování axiálního napětí a axiálního proudu. Generování napětí na hřídeli je způsobeno především existencí nevyváženosti magnetického obvodu a jevem elektrostatické indukce, což u běžných motorů není závažné, ale je výraznější u motorů napájených zdrojem s proměnnou frekvencí. Pokud je napětí na hřídeli příliš vysoké, dojde k poškození mazacího stavu olejového filmu mezi hřídelí a ložiskem a k zkrácení životnosti ložiska.
c) Odvod tepla ovlivňuje účinek odvodu tepla při provozu na nízké otáčky. Vzhledem k velkému rozsahu regulace otáček motoru s proměnnou frekvencí se tento často pohybuje na nízké otáčky při nízké frekvenci. V tomto případě, protože otáčky jsou velmi nízké, je chladicí vzduch dodávaný metodou chlazení vlastním ventilátorem používanou běžným motorem nedostatečný a účinek odvodu tepla je snížen, a proto je nutné použít chlazení nezávislým ventilátorem.
Mechanické vlivy jsou náchylné k rezonanci, obecně jakékoli mechanické zařízení vyvolává rezonanční jev. Motor běžící s konstantní výkonovou frekvencí a rychlostí by se však měl vyhnout rezonanci s mechanickou vlastní frekvencí elektrické frekvenční odezvy 50 Hz. Pokud je motor provozován s frekvenční konverzí, má provozní frekvence široký rozsah a každá součástka má svou vlastní vlastní frekvenci, takže ji lze snadno dosáhnout na určité frekvenci.
Čas zveřejnění: 25. února 2025