淺談變頻器在變頻調速時對普通異步電機的影響

變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)時(shi)對(dui)電(dian)機(ji)及(ji)其(qi)效(xiao)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)不(bu)論(lun)采(cai)用(yong)什(shen)麼(me)樣(yang)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)其(qi)輸(shu)出(chu)到(dao)電(dian)機(ji)端(duan)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)脈(mai)衝(chong)是(shi)非(fei)正(zheng)弦(xian)的(de)。所(suo)以(yi)普(pu)通(tong)異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)在(zai)非(fei)正(zheng)弦(xian)波(bo)下(xia)的(de)運(yun)行(xing)特(te)性(xing)分(fen)析(xi)就(jiu)是(shi)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)時(shi)對(dui)電(dian)機(ji)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)。

主要有以下幾個方麵：

電機的損耗和效率非正弦電源下運行的電機，除了基波產生的正常損耗外
，還將出現許多附加損耗。主要表現在定子銅損、轉子銅損和鐵損的增加，從而影響電機的效率。

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、定子銅損在定子繞組中出現的諧波電流使I2R及增加。當忽略集膚效應時，非正弦電流下的定子銅損與總電流有效值的平方成比例。如定子相數為m1，每相定子電阻為及R1，則總的定子銅損P1為把包括基波電流在內的總定子電流有效值Irms代dai入ru上shang式shi，可ke得de式shi中zhong的de第di二er項xiang代dai表biao諧xie波bo損sun耗hao。通tong過guo實shi驗yan發fa現xian，由you於yu諧xie波bo電dian流liu的de存cun在zai和he與yu之zhi相xiang應ying的de漏lou磁ci通tong的de出chu現xian
，使shi漏lou磁ci通tong的de磁ci路lu飽bao和he程cheng度du增zeng加jia，因yin而er勵li磁ci電dian流liu增zeng大da，從cong而er使shi電dian流liu的de基ji波bo成cheng分fen也ye加jia大da。

2、轉(zhuan)子(zi)銅(tong)損(sun)在(zai)諧(xie)波(bo)的(de)頻(pin)率(lv)下(xia)
，一(yi)般(ban)可(ke)以(yi)認(ren)為(wei)定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)的(de)電(dian)阻(zu)為(wei)常(chang)數(shu)，但(dan)對(dui)於(yu)異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)子(zi)
，其(qi)交(jiao)流(liu)電(dian)阻(zu)卻(que)因(yin)集(ji)膚(fu)效(xiao)應(ying)而(er)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)。特(te)別(bie)是(shi)深(shen)槽(cao)的(de)籠(long)形(xing)轉(zhuan)子(zi)尤(you)為(wei)嚴(yan)重(zhong)。正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)源(yuan)下(xia)的(de)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)或(huo)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)
，由(you)於(yu)定(ding)子(zi)空(kong)間(jian)諧(xie)波(bo)磁(ci)勢(shi)很(hen)小(xiao)。在(zai)轉(zhuan)子(zi)表(biao)麵(mian)繞(rao)組(zu)中(zhong)引(yin)起(qi)的(de)損(sun)耗(hao)可(ke)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)。當(dang)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)在(zai)非(fei)正(zheng)弦(xian)電(dian)源(yuan)下(xia)運(yun)行(xing)時(shi).時間諧波磁勢感應出轉子諧波電流
，就像接近其基波同步轉速運行的異步電機那樣。

反向旋轉的5次諧波磁勢和正向旋轉的7次諧波磁勢都將感應出6倍於基波頻率的轉子電流，在基波頻率為50Hz時
，轉子電流頻率為300Hz。同樣
，第11次和第13次諧波感應出12倍於基波頻率，即600HZdezhuanzidianliu。zaizhexiepinlvxia

，zhuanzideshijijiaoliudianzuyuanyuandayuzhiliudianzu。zhuanzidianzushijizengdaduoshaoqujueyudaotijiemianhebuzhidaotidezhuanzicaodejihexingzhuang。tongchangdechangkuanbiwei4左右的銅導體，在50Hz時交流電阻與直流電阻之比為1.56，在300Hz時比值約為2.6;600Hz時比值約為3.7。頻率更高時，此比值隨頻率的平方根成比例增加。

3、諧波鐵損電機中的鐵心損耗也由於電源電壓中出現諧波而增大;定子電流的各次諧波在氣隙間建立了時間諧波磁動勢。氣隙中任何一點的總磁勢是基波和時間諧波磁勢的合成。對於一個三相6階梯電壓波形，氣隙中的磁密峰值比基波值約大10%，但(dan)是(shi)由(you)時(shi)間(jian)諧(xie)波(bo)磁(ci)通(tong)引(yin)起(qi)的(de)鐵(tie)損(sun)的(de)增(zeng)加(jia)是(shi)很(hen)小(xiao)的(de)。對(dui)於(yu)端(duan)部(bu)漏(lou)磁(ci)通(tong)和(he)斜(xie)槽(cao)漏(lou)磁(ci)通(tong)產(chan)生(sheng)的(de)雜(za)散(san)損(sun)耗(hao)，在(zai)諧(xie)波(bo)頻(pin)率(lv)作(zuo)用(yong)下(xia)將(jiang)有(you)所(suo)增(zeng)加(jia)
，這(zhe)一(yi)點(dian)在(zai)非(fei)正(zheng)弦(xian)供(gong)電(dian)時(shi)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)：端(duan)部(bu)漏(lou)磁(ci)效(xiao)應(ying)在(zai)定(ding)子(zi)和(he)轉(zhuan)子(zi)繞(rao)組(zu)中(zhong)都(dou)存(cun)在(zai)，主(zhu)要(yao)是(shi)漏(lou)磁(ci)通(tong)進(jin)入(ru)端(duan)板(ban)引(yin)起(qi)的(de)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao)。由(you)於(yu)定(ding)子(zi)磁(ci)勢(shi)和(he)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)勢(shi)間(jian)相(xiang)位(wei)差(cha)的(de)變(bian)化(hua)

，在(zai)斜(xie)槽(cao)結(jie)構(gou)中(zhong)產(chan)生(sheng)斜(xie)槽(cao)漏(lou)磁(ci)通(tong)，其(qi)磁(ci)勢(shi)在(zai)端(duan)部(bu)最(zui)大(da)，在(zai)定(ding)轉(zhuan)子(zi)鐵(tie)心(xin)及(ji)齒(chi)中(zhong)產(chan)生(sheng)損(sun)耗(hao)。

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、電dian機ji效xiao率lv諧xie波bo損sun耗hao的de大da小xiao明ming顯xian地di決jue定ding於yu外wai加jia電dian壓ya的de諧xie波bo含han量liang。諧xie波bo分fen量liang大da
，電dian機ji損sun耗hao增zeng加jia，效xiao率lv降jiang低di。但dan是shi大da多duo數shu靜jing止zhi逆ni變bian器qi不bu產chan生sheng低di於yu5次ci的de諧xie波bo，而er高gao次ci諧xie波bo的de幅fu值zhi較jiao小xiao。這zhe種zhong波bo形xing的de電dian壓ya對dui電dian機ji效xiao率lv降jiang低di並bing不bu嚴yan重zhong。對dui中zhong等deng容rong量liang的de異yi步bu電dian機ji進jin行xing計ji算suan和he對dui比bi試shi驗yan表biao明ming，其qi滿man載zai有you效xiao電dian流liu比bi基ji波bo值zhi約yue增zeng加jia4%。如果忽略集膚效應，則電機的銅損與總有效電流的平方成比例，諧波銅損為基波損耗的8%。考慮到由於集膚效應使轉子電阻平均可增大3倍
，因而電機的諧波銅損應為基波損耗的24%。如果銅損占電機總損耗的50%
，則諧波銅損使整個電機的損耗增加12%。鐵損的增加很難計算，因為它受電機結構和所用磁性材料的影響。

如果定子電壓波形中的高次諧波成分相對較低，像在6階梯波中那樣，諧波鐵損增加不會超過10%。如果鐵損和雜散損耗占電機總損耗的40%，則諧波損耗僅占電機總損耗的4%。摩擦損耗和風阻損耗是不受影響的，因而電機的全部損耗增加小於20%。如果電機在50Hz正弦電源時的效率為90%，則由於諧波存在使電機效率隻降低1%一2%。如果外加電壓波形的諧波成分明顯地大於6階梯波時的諧波成分，則電機的諧波損耗將大大增加，而且可能大於基波損耗。

就是在6階梯波電源時，一個低漏抗的磁阻電機可能吸收一個很大的諧波電流

，從而使電機的效率下降5%或更多。在這種情況下
，為了滿意地運行
，就要使用12jietibodenibianqi，huocaiyongliuxiangdedingziraozu。dianjidexiebodianliuhexiebosunhaoshijishangyufuzaiwuguan，yincishijianxiebodesunhaodaxiaoshijishangkeyizaikongzaiqingkuangxiayongzhengxiandianyuanhefeizhengxiandianyuanjinxingbijiaoqueding。yicilaiquedingmouzhongxingshihuomouzhongjiegoudedianjixiaolvxiajiangdedazhifanwei。