变频调速系统电动机的选用原则

孙忠成

摘要：本篇文章详细介绍了一些电动机在调速时所要注重的问题，例如，电压、电流以及所规定的最高频率等，最后又给出了一些避免电动机绝缘性能恶化的措施。

关键词：变频器调速原理；变频调速系统电动机；选用原则

1变频器的调速原理和用途

变频器的工作原理是在不影响电动机本身一些性能的前提下，来达到改变电动机旋转速度的目的，其主要是改变电动机的电压以及供电频率。

变频器在现代工业中的应用是非常广泛的，在一些钢铁企业、轻工业、纤维材料、化工业、煤矿行业等一些与之相关的方面都会应用到变频器，其主要是目的就是提升工作效率、提高产品质量、使企业更加自动化、使设备使用周期更长、减少人员管理成本，从而增加企业的经济利润。由于变频器属于电子元件，在工作中会因外部环境等其它因素而产生影响。另外，变频器本身在工作中也会产生持续不断地干扰波段。所以其在工作时不仅需要注意外界影响，还要注意自身所产生的干扰。以保证变频器安全高效的工作。

2变频器的适用范围

变频器用在三项感应电动机和单项正反转的电动机调速中

3变频器的重要参数：

输入电压与频率：在实际的工作中，适用的电源频率为50Hz-60Hz，通常情况下其输入电压的频率范围越广越好。

输出功率：变频器的负载驱动能力与其直接有关。

变频范围：其变频的范围越广泛表明调速的范围越广，通常为0Hz-150Hz。

加速时间：从零到最高频率的时间。如：0Hz-100Hz，1s-10s。

减速时间：从最高频率到零的时间。如：100Hz-0Hz，1s-10s。

4变频调速系统选用电动机时选用原则

4.1电流

当电动机驱动负载时，负载相同，采用通用变频器运转会比使用工频电源运转的额定电流增加10%。这些额外的电流会使电动机的绕组以及其余元器件的升温，所以为了应对这个不足，就会需要电动机的绕组以及其余元器件的绝缘强度要高、耐热等级也应更高。

4.2速度控制

（1）速度控制的上限。用变频器对交流调速系统进行整改，当变频器带动普通异步电动机旋转时，转动频率如果超过电动机的额定频率，则会对电动机的转子以及轴承产生影响，在工作时需要注意这点。

（2）中间速度。假如驱动一些像风机和风扇等大惯性负载设备，会产生固有频率，假如固有频率与电动机自身的脉动转矩频率相同，那么就会产生共振现象，可能会导致轴承折断，影响正常工作。

即便在一些普通的工业机械中，一些速度范围控制比较广的场合，同样有产生这种情况的概率，所以工作人员要避免这种情况的出现。

利用下面的一些措施可以有效的减少上面各种情况的发生：

?使用频率跳变选用件，如果设备工作在谐振频率，其会让变频器的输出频率产生变动，从而巧妙地躲开共振点。

②如果变频器应用的是PAM调制方式，在频率较低时可以用PWM调制方式和多重化连接，来达到减少脉动转矩的目的。

③采用具有弹性的联轴器。

④让运转范围避开共振频率。

另外，电动机的核心部件都要进行离心力的强度校核，比如轴、联轴器以及转子都会因为转速和频率发生改变，从而使转动部分受到交变应力，因此为了保证工作的安全性，需要对其转动部件进行一些强度计算，从而判断运转是否可靠。

（3）速度控制的下限。对于一些普通三相异步电动机中应用滚动轴承，其没有规定最小速度为多少，但是一些容量比较大和机械侧应用滚动轴承的地方，如果其工作时的速度太低，则会使润滑油不能流动，从而造成油膜温度升高，影响正常的运转，因此，必须要掌握轴承的工作情况，使其工作在合适的速度范围之内。

另一方面，变频器也可以用于对泵的流量监控，但是其会受到净扬程的影响，因此旋转速度的最低值也要在一定的范围之内。与此同时，如果对风量以及风速监控时，其最小速度则可以根据喘振界限风量来设置。

综合以上所有方面考虑，电动机旋转速度的下限值是根据当电动机在工作速度较低时其冷却能力下降所确定的最小旋转速度和系统所规定的转速两方面所融合而得到的下限值。

4.3容许最高频率范围

变频器能够输出工频以上的频率，表明电动机的旋转速度有可能会比额定的转速要高，但是电动机在制造时是以工频下的频率为标准而生产的，所以当电动机在工频以上运转时，必须保证安全。通常，电动机最高允许频率受下列因素的限制：

（1）轴承的最大承受转速一定要比电动机的最高转速要高。

（2）一些部件的疲劳强度，如风扇、瑞环等

（3）转子的机械强度。

（4）其他特殊零件的强度。

4.4防止冲击（浪涌）电压引起电动机绝缘性能恶化

当变频器在工作时，由于变频器的换向以及开关等元件的通断会产生一定的冲击电压，所以，要运用一些技术手段来保护电动机的绝缘性不会受到冲击电压的影响。

5结论

综上所述，我们在变频调速系统电动机的选用原则一定要切实重视上面所叙述的四点，只有这样才能做到更好。

参考文献

[1]余功军钟彦儒《电力电子技术》1997第4期

[2]张敬菽《中国电机工程学报》2004第3期