檢視变频电机的原始碼

{| class="wikitable" align="right"
|-
| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big>变频电机</big>'''
|-
|<center><img src=https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fwww.zyqzj.com.cn%2FApp%2FTpl%2FHome%2FUploads%2F201210281555455.jpg&refer=http%3A%2F%2Fwww.zyqzj.com.cn&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1662102022&t=585296b620091626af7ead9d9d5f60ae width="300"></center>
<small>[https://image.baidu.com/search/index?ct=201326592&z=&tn=baiduimage&ipn=r&word=%E5%8F%98%E9%A2%91%E7%94%B5%E6%9C%BA&pn=4&spn=0&istype=2&ie=utf-8&oe=utf-8&cl=2&lm=-1&st=-1&fr=&fmq=1659510053387_R&ic=&se=&sme=&width=&height=&face=0&hd=&latest=&copyright=&cs=3058484838%2C3700468562&os=3147902511%2C3645538335&objurl=https%3A%2F%2Fgimg2.baidu.com%2Fimage_search%2Fsrc%3Dhttp%3A%2F%2Fwww.zyqzj.com.cn%2FApp%2FTpl%2FHome%2FUploads%2F201210281555455.jpg%26refer%3Dhttp%3A%2F%2Fwww.zyqzj.com.cn%26app%3D2002%26size%3Df9999%2C10000%26q%3Da80%26n%3D0%26g%3D0n%26fmt%3Dauto%3Fsec%3D1662102022%26t%3D585296b620091626af7ead9d9d5f60ae&di=7108135681917976577&tt=1&is=0%2C0&adpicid=0&gsm=3c&dyTabStr=MCwyLDMsMSw2LDQsNSw3LDgsOQ%3D%3D 来自 呢图网 的图片]</small>
|-
| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big></big>'''

|-

| align= light|

中文名；变频电机

优点；1、具备有启动功能。 

2、采用电磁设计，减少了定子和转子的阻值。 

3、适应不同工况条件下的频繁变速。 

4、在一定程度上节能。

节能原理；

1、变频节能

2、功率因数补偿节能

3、软启动节能

|}

'''变频电机'''是指在标准环境条件下，以100%额定负载在10%~100%额定速度[[范围]]内连续运行，温升不会超过该电机标定容许值的电机。<ref>[http://www.ahtlbf.com/Article/sybpdjjzdk_1.html 使用变频电机就真的可以省电吗?],腾龙泵阀 , 2018年9月12日</ref>
==机器介绍==
随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展 ,交流调速技术得到不断的完善和[[提高]] ,逐步完善的变频器以其良好的输出波形、优异的性能价格比在交流电机上得到广泛应用。 例如: 钢厂用于轧钢的大型电动机和中、小型辊道电动机、铁路及城市轨道交通用牵引电机、电梯电机、集装箱起吊设备用起重电机、水泵和风机用电机、[[压缩机]]、家用电器用电机等都相继使用交流变频调速电机 ,并取得了良好效果。采用交流变频调速电机比直流调速电机具有显著的优点:
( 1)调速容易 ,而且节能。
( 2)交流电机结构简单、体积小、惯量小、造价低、维修容易、耐用。
( 3)可以扩大容量 ,实现高转速和高电压运行。
( 4)可以实现软启动和快速制动。
( 5)无火花、[[防爆]]、环境适应能力强。
 
近年来 ,国际上变频调速传动装置以每年 13 %～ 16% 的增长率发展 ,并有逐步取代大部分直流调速传动装置的趋势。 由于以恒频、恒压电源进行工作的普通异步电机应用于变频调速系统时 ,存在着很大的局限性 ,国外发展了根据使用场合和使用要求而设计的专用的变频交流电动机。例如 ,有低噪音、低振动用的电机 ,有提高低速转矩特性的[[电机]] ,有高速电机 ,有带测速发电机的电机以及矢量控制电机等。
==构造原理==
异步电动机的转速当转差率变化不大时，转速正比于频率，可见改变电源频率就能改变异步电动机的转速。在变频调速时，总希望主磁通保持不变。若主磁通大于正常运行时的磁通，则磁路过饱和而使励磁电流增大，功率因数降低；若主磁通小于正常运行时的磁通，则电机转矩下降。
==发展过程==
现在的电机变频系统大都是采用的恒V/F 控制系统，这个变频控制系统的特点是[[结构]]简单、制作便宜。这个系统被广泛应用在风机等大型的并且对于变频系统的动态性能要求不是很高的地方。这个系统是一种典型的开环控制系统，这个系统能够满足大多数电机的平滑的变速要求，但是对于动态和静态的调节性能都是有限的，不能应用在对动态和静态性能要求比较严格的地方。为了实现动态和静态调节的高性能，我们只能采用闭环控制系统来实现。所以有的科研人员提出了控制闭环转差频率的电机调速方式，这种调速方式能够在静态动态调速中达到很高的性能，但是这种系统只能在转速比较慢的电机中得到应用，应为在电机的转速较高的时候，这种系统不仅不会达到节约电能的目的，还会使电机产生极大的瞬态电流，使得电机的转矩在瞬间发生变化。所以说为了实现在较高的转速中实现较高的动态和静态性能，只有先解决电机产生瞬态电流的问题，只有将这个问题合理的解决我们才能更好的发展电机变频节能控制[[技术]]。
 
==主要特点==
变频专用电动机具有如下特点：
B级温升设计，F级绝缘制造。采用高分子绝缘材料及真空压力浸漆制造工艺以及采用特殊的绝缘结构，使电气绕组采用绝缘耐压及机械强度有很大提高，足以胜任马达之高速运转及抵抗变频器高频电流冲击以及电压对绝缘之破坏。
平衡质量高，震动等级为R级（降振级）机械零部件加工精度高，并采用专用高精度轴承，可以高速运转。
强制通风散热系统，全部采用进口轴流风机超静音、高寿命，强劲风力。保障马达在任何转速下，得到有效散热，可实现高速或低速长期运行。
经AMCAD软件设计的YP系列电机，与传统变频电机相比较，具备更宽广的调速范围和更高的设计[[质量]]，经特殊的磁场设计，进一步抑制高次谐波磁场，以满足宽频、节能和低噪音的设计指标。具有宽范围恒转矩与功率调速特性，调速平稳，无转矩脉动。
与各类变频器均具有良好的参数匹配，配合矢量控制，可实现零转速全转矩、低频大力矩与高精度转速控制、位置控制及快速动态响应控制。YP系列变频专用电机可配制刹车器，编码器供货，这样即可获得精准停车，和通过转速闭环控制实现高精度速度控制。
采用“减速机+变频专用电机+编码器+变频器”实现超低速无级调速的精准控制。YP系列变频专用电机通用性好，其安装尺寸符合IEC标准，与一般标准型电机具备可互换性。
==电机绝缘损坏==
在交流变频电动机的推广应用过程中 ,曾出现大批交流变频调速电动机绝缘早期损坏的情况。许多交流[[变频电机]]运行的寿命只有 1～ 2年 ,有的只有几个星期 ,甚至在试运行中电机绝缘就出现损坏 ,而且通常发生在匝间绝缘 ,这给电机绝缘技术提出了新的课题。 实践证明 ,过去几十年研究发展起来的工频正弦波电压下的电机绝缘设计理论不能适用于交流变频调速电机。 需要研究变频电机绝缘的损坏机理 ,建立交流变频电机绝缘设计的基本理论 ,制定交流变频电机的工业标准。
1电磁线的损坏
1. 1 局部放电和空间电荷
目前 ,变频调速交流电机均采用 IGB T( 绝缘栅二极管 )技术PWM ( Pulse width m odulatio n- 脉宽调制 )变频器控制。其功率范围约是 0. 75～ 500kW。 IGBT技术可以提供上升时间极短的电流 ,其上升时间在 20～100μs,所产生的电脉冲有极高的开关频率 ,达到20kHz。 当一个快速上升沿电压从[[变频器]]到电机端时 ,由于电机和电缆的阻抗不匹配 ,产生一个反射电压波。 这个反射波返回变频器 ,并再感应出另一个由于电缆和变频器阻抗不匹配而产生的反射波加在原始电压波上 ,从而在电压波前沿产生一个尖峰电压。尖峰电压的大小取决于脉冲电压的上升时间和电缆的长度。
通常电线长度增加时 ,电线二端都产生过电压 ,电机端的过电压幅值随电缆长度增加而增加 ,并趋于饱和 ,而电源端的过电压比电机端的过电压小 ,并且几乎与电缆长度无关。 试验表明 ,过电压产生于电压上升沿和下降沿处 ,并发生衰减振荡 ,其衰减服从指数规律 ,振荡周期随电缆长度而增加。对 PWM 驱动脉冲波形有二种频率 ,其一是开关频率。尖峰电压的重复频率与开关频率成正比。另一是基本频率 ,直接控制电机的转速。 在每一个基本频率开始时 ,脉冲极性从正到负或从负到正 ,在这一时刻 ,电机绝缘承受着一个二倍于尖峰电压值的全幅电压。另外 ,在一个散嵌绕组的三相电机中 ,不同相的相邻二匝之间的电压极性可能会不同 ,全幅电压的跃变也有可能达到二倍于一个尖峰电压值。 据测试 ,PWM 变频器输出的电压波形 ,在 380 /480V [[交流]]系统中 ,在电机端测得的尖峰电压值为 1. 2～ 1. 5kV,而在 576 /600V的交流系统中 ,测得的尖峰电压值达到 1. 6～ 1. 8kV。 非常明显 ,在此全幅电压作用下 ,绕组匝间产生表面局部放电。 由于电离作用 ,在气隙中又会产生空间电荷 ,从而形成一个与外加电场反向的感应电场。 当电压极性改变时 ,这个反向电场与外加电场方向一致。这样 ,一个更高的电场产生 ,它会导致局部放电的数量增加 ,最终引起击穿。测试表明 ,作用于这些匝间绝缘的电冲击大小取决于导线特定的性能和 PWM 驱动电流的上升时间。 若上升时间小于0.1μs,则将有 80% 的电势加在绕组的前二匝上 ,即上升时间越短 ,电冲击就越大 ,匝间绝缘的寿命就越短。
1. 2 介质损耗发热
当 E超过绝缘体临界值时 ,其介质损耗迅速增加。当频率增加时 ,局部放电随之增加 ,结果产生热量 ,这些热量则引起更大的漏[[电流]] ,从而使 Ni上升更快 ,即电机温升上升 ,绝缘加速老化。总之 ,在变频电机中正是由于上述局部放电、电介质加热、空间电荷感应等因素的共同作用引起电磁线的过早损坏。
2 主绝缘、相绝缘和绝缘漆的损坏
如前所述 ,采用 PWM 变频电源 ,使变频电机的端子处出现振荡电压幅值增加。因而 ,电机的主绝缘、相绝缘和绝缘漆承受更高的电场强度。据测试 ,由于变频器输出端电压上升时间、电缆长度和开关频率等因素的综合影响 ,上述端电压峰值可超过 3kV。 另外 ,当电机绕组匝间发生局部放电时 ,会使绝缘中分布电容所储存的电能变为热、幅射、机械和化学能 ,从而使整个绝缘系统劣化 ,绝缘的击穿电压降低 ,最终导致绝缘系统被击穿。
3 循环交变应力造成的绝缘加速老化
采用 PWM 变频电源供电 ,使变频电机可以在很低的频率、较低的电压下以及无冲击电流情况下起动 ,并可以利用变频器所提供的各种方式进行快速制动。 由于变频电机可实现频繁的起动制动 ,使电机绝缘频繁地处于循环交变应力作用下 ,使电机绝缘加速老化。
普通异步电机中存在的由于电磁激振力、机械传动等引起的振动等问题在变频电机中变得更为复杂。变频电源中含有的各种[[时间]]谐波与电磁部分固有的空间谐波相互干涉 ,形成各种电磁激振力。同时 ,由于电机工作频率范围宽 ,转速变化大 ,当其与机械部分的固有频率相一致时 ,出现共振。 在电磁激振力和机械振动影响下 ,电机绝缘受到更加频繁的循环交变应力作用 ,加速了电机绝缘的老化。
变频电机试验一般需要采用变频器供电，由于变频器输出频率具有较宽的变化范围，且输出的PWM波含有丰富的谐波，传统的互感器及功率计已经不能满足试验的测量需要，应该采用变频功率分析仪及变频功率变送器等。
标准化电机试验台是响应节能减排，针对电机能效提升计划而推出的新型试验系统。标准化电机试验台将复杂系统标准化、[[仪器化]]，提高了系统可靠性，简化了安装调试过程，降低了系统成本。
==工作原理==
标准化电机试验台由试验电源、电参数测试系统、试验测控系统、电机试验测控报表软件等构成。
试验台由两台试验电源分别驱动对拖的两台电机，一台作电动机运行，一台作发电机运行；试验电源采用静止变频电源，两台试验电源共用整流单元，发电机发出的电能经过试验电源反向整流为直流电后供电动机试验电源的逆变单元使用，电网只需补充两台电机的损耗，相比电力测功机等直接消耗方案，可节约用电70%~90%。
电参数测试系统采用由变频功率传感器和变频功率分析仪构成的变频功率测试系统。因此，既能满足工频电机的低频堵转、超速等试验测试需要，也能满足变频电机试验测试需要，还可对试验电源的谐波等参数进行测试分析。
试验测控系统采用分布式测控系统，主要用于测量扭矩、转速、温度等非电量参数和试验过程中需要监视的电参量。
试验过程由电机试验测控报表软件控制，试验结束自动出具试验报告和电机[[合格]]判定。
==设计依据==
旋转电机_定额和性能
旋转电机(牵引电机除外)确定损耗
三相异步电动机试验方法
变频器供电三相笼型感应电动机试验方法
中小型三相异步[[电动机]]能效限定值及能效等级

==相关常识==
1、什么是变频器？
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制[[装置]]。
2、PWM和PAM的不同点是什么？
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲[[幅度]]，以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型变频器有什么不同？
变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是[[电容]]；电流型是将电流源的直流变换为交流的[[变频器]]，其直流回路滤波是电感。

== 参考来源 ==
<center>
{{#iDisplay:l3242j9m300|480|270|qq}}
<center>为什么变频电机又叫变频调速电机?</center>
</center>
== 参考资料 ==

[[Category: 990 遊藝及休閒活動總論]]