普通电机和变频电机虽然都是电动机,但它们在设计、结构和工作原理上有很大的不同,普通电机是不能当变频电机使用的,以下是一些关键原因:
设计和构造的差异:
普通电机通常设计用于在特定的电压和频率下运行,而变频电机则设计为可在广泛的电压和频率范围内运行。
变频电机的绕组和其他组件通常比普通电机更耐用,以适应不断变化的工作条件。
绝缘要求:变频电机需要更高的绝缘等级来承受PWM(脉宽调制)驱动器产生的高电压尖峰。普通电机的绝缘可能不足以应对这种应力,可能导致绝缘过早老化或故障。
电动机效率和温升的影响:变频器在运行过程中会产生不同幅度的谐波电压和电流,这使得电动机在非正弦的电压和电流环境下工作。其中的高次谐波会导致电动机的定子铜耗、转子铜耗、铁耗以及附加损耗增加。其中最为显著的是转子铜耗。这些损耗不但增加了电动机的额外发热,还降低了电动机的效率,导致输出功率减小。相比普通电动机,使用变频器的电动机温升通常要增加10%至20%。
电动机绝缘强度的问题:变频器的载波频率范围从几千赫到十几千赫,要求电动机定子绕组能够承受较高的电压上升率。这相当于对电动机施加了具有较大陡度的冲击电压,对电动机的匝间绝缘提出了更高的要求。
谐波电磁噪声与震动问题:当普通电动机采用变频器供电时,由电磁、机械、通风等因素引起的震动和噪声将变得更加复杂。变频电源中含有的各次谐波与电动机电磁部分固有的空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力,从而增大了噪声。由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避免与电动机的各结构件的固有振动频率重合。
低转速时的冷却问题:当电源频率较低时,电源中的高次谐波所引起的损耗较大。另外,当电机转速降低时,冷却风量会随着转速的立方成正比减小,导致电机产生的热量难以散发,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。
总之,尽管在理论上可以通过一些修改使普通电机在变频应用中工作,但由于上述种种原因,这并不是一个实际或经济有效的解决方案。为了确保最佳的性能、效率和可靠性,通常建议使用专门为变频应用设计的电机。
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