变频器专用电动机的概要及选择注意事项

    普通电动机是按工频电源下能获得最佳特性而设计的，所以使用通用变频器时，根据用途在特性、强度等方面受到限制。因此，为变频器传动而设计的各种专用电动机已有系列化产品。

    变频器专用电动机的分类有以下几种：

   1)在运转频率区域内低噪声、低振动。

   2)在低频区内提高连续容许转矩（恒转矩式电动机）。

   3)高速用电动机。

   4)用于闭环控制（抑制转速变动）的带测速发电机的电动机。

   5)矢量控制用电动机。

    下面艾特贸易小编说明各种专用电动机的概要及选择时注意事项等。

    1．低噪声、低振动的专用电动机

    磨床、自动车床等机床，由于加工精度上的原因要求低振动，近年来电动机的调速多使用变频器。另外，通常从减少公害和改善工作环境等方面考虑，要求电动机低噪声的需求也变得强烈。因此，作为系列化了的产品，变频器专用电动机与一般电动机相比，多数是解决了噪声、振动的问题。这种专用电动机用变频器传动时，其噪声、振动比标准电动机小得多。

    如前所述，除了高速区的风声，变频器传动时噪声、振动变大，其原因是由于较低次的脉动转矩引起的。特别是电动机气隙的不平衡和转子的谐振是振动较大的原因，也是电磁噪声增大的原因。另外，与风扇罩等电动机零件的谐振也能产生电磁噪声，其大小随电磁脉动的增大而增大。因此，为降低振动与电磁噪声，可以考虑以下几点：

   1)减小气隙不平衡。

   2)使各部件的固有频率与电磁脉动的分量错开。

   3)减小电磁脉动的大小。

   4)采用五相集中绕组变频器调速异步电动机。五相集中绕组变频器调速异步电动机具有功率密度高、输出转矩大、电磁振动和噪声低等优点。

    2．提高转矩特性的变频器专用电动机

    标准电动机用变频器传动时，即使频率与工频电源相同，电流也增加约10%，温升则要提高约20%；在低速区，冷却效果和电动机产生的最大转矩

均降低，因而必须减轻负载。但是根据用途，要求低速区有100%的转矩或者为了缩短加速时间，要求低速输出大转矩的情况时有发生。对于这样的用途，如果采用标准电动机，则电动机容量需要增大，根据情况变频器的容量也要增大。基于此，制造厂家生产了100%转矩可以连续使用到低速区的专用电动机，并系列化。这种专用电动机转矩特性如图9-2所示。

    图9-2    100%转矩专用电动机定额范围

    由图可见，从6 Hz到60 Hz可以用额定转矩连续运转。给这种专用电动机供电的变频器，可以采用标准规格，也可采用U/f模式等特殊化的专用变频器。提高转矩特性的专用电动机与标准电动机的转矩-速度曲线比较如图9-3所示。但是由于电流受变频器容许电流的限制，对于需要急加减速的场合，即使连续使用转矩足够，也会发生转矩不足。此时，推荐将变频器的容量增大。

    图9-3    变频器专用电动机与标准电动机的转矩比较

   (a)变频器专用电动机：(b)标准电动机

    3．高速变频器专用电动机

    高速电动机使用转速为10000~300000r/min左右，为了抑制高频铁损产生的温升，多采用水冷却，另外采用空气轴承、油雾轴承、磁轴承等，在结构上与一般电动机完全不同，是一种特殊电动机。

    另一方面，在通用变频器的普及方面，变频器的最高频率已上升到60 Hz、120 Hz、240 Hz，与此相应，高达10000r/min左右的廉价高速电动机需求量也增加了。

    高速化运转的问题有：

   1)轴承的极限转速。

   2)冷却风扇、端子的强度。

    3)由于机械损耗的增加造成的轴承温度升高。

   4)噪声的增加。

   5)转子的不平衡等。

    为此，采取了去掉端环风叶、去掉冷却风扇（采用全封闭自冷或冷却风扇单独传动的强迫通风方式）、设置平衡环等措施。

    4．带测速发电机的专用电动机

    为变频器闭环控制而设计制造的带测速发电机的专用电动机，多用于为了提高速度精度要求采用转差频率控制的闭环控制。测速发电机的规格是三相交流式，能产生较高的输出电压。

    5．矢量控制电动机

    矢量控制调速系统要求电动机惯性小，矢量控制电动机作为专用电动机已经系列化。检出器采用磁编码器、光编码器等，变频器也为矢量控制电动机专门设计。

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