變頻電機的發展

現在的電機變頻系統大都是采用的恒V/F 控制系統，這個變頻控制系統的特點是結構簡單、制作便宜。這個系統被廣泛應用在風機等大型的并且對于變頻系統的動態性能要求不是很高的地方。這個系統是一種典型的開環控制系統，這個系統能夠滿足大多數電機的平滑的變速要求，但是對于動態和靜態的調節性能都是有限的，不能應用在對動態和靜態性能要求比較嚴格的地方。為了實現動態和靜態調節的高性能，我們只能采用閉環控制系統來實現。所以有的科研人員提出了控制閉環轉差頻率的電機調速方式，這種調速方式能夠在靜態動態調速中達到很高的性能，但是這種系統只能在轉速比較慢的電機中得到應用，應為在電機的轉速較高的時候，這種系統不僅不會達到節約電能的目的，還會使電機產生較大的瞬態電流，使得電機的轉矩在瞬間發生變化。所以說為了實現在較高的轉速中實現較高的動態和靜態性能，只有先解決電機產生瞬態電流的問題，只有將這個問題合理的解決我們才能更好的發展電機變頻節能控制技術。[

變頻電機絕緣的損壞機理

編輯在交流變頻電動機的推廣應用過程中 ，曾出現大批交流變頻調速電動機絕緣早期損壞的情況。許多交流變頻電機運行的壽命只有 1～ 2年 ，重慶電機，有的只有幾個星期 ，甚至在試運行中電機絕緣就出現損壞 ，而且通常發生在匝間絕緣 ，這給電機絕緣技術提出了新的課題。 實踐證明 ，過去幾十年研究發展起來的工頻正弦波電壓下的電機絕緣設計理論不能適用于交流變頻調速電機。 需要研究變頻電機絕緣的損壞機理 ，建立交流變頻電機絕緣設計的基本理論 ，制定交流變頻電機的工業標準。1電磁線的損壞1. 1 局部放電和空間電荷目前 ，變頻調速交流電機均采用 IGB T( 絕緣柵二極管 )技術PWM ( Pulse width m odulatio n- 脈寬調制 )變頻器控制。其功率范圍約是 0. 75～ 500kW。 IGBT技術可以提供上升時間較短的電流 ，其上升時間在 20～100μs，所產生的電脈沖有較高的開關頻率 ，達到20kHz。 當一個快速上升沿電壓從變頻器到電機端時 ，由于電機和電纜的阻抗不匹配 ，產生一個反射電壓波。 這個反射波返回變頻器 ，并再感應出另一個由于電纜和變頻器阻抗不匹配而產生的反射波加在原始電壓波上 ，從而在電壓波*產生一個尖峰電壓。尖峰電壓的大小取決于脈沖電壓的上升時間和電纜的長度[1] ?。通常電線長度增加時 ，電線二端都產生過電壓 ，電機端的過電壓幅值隨電纜長度增加而增加 ，并趨于飽和 ，而電源端的過電壓比電機端的過電壓小 ，并且幾乎與電纜長度無關。 試驗表明 ，過電壓產生于電壓上升沿和下降沿處 ，并發生衰減振蕩 ，重慶電機報價，其衰減服從指數規律 ，振蕩周期隨電纜長度而增加。對 PWM 驅動脈沖波形有二種頻率 ，其一是開關頻率。尖峰電壓的重復頻率與開關頻率成正比。另一是基本頻率 ，直接控制電機的轉速。 在每一個基本頻率開始時 ，脈沖極性從正到負或從負到正 ，在這一時刻 ，電機絕緣承受著一個二倍于尖峰電壓值的全幅電壓。另外 ，在一個散嵌繞組的三相電機中 ，不同相的相鄰二匝之間的電壓極性可能會不同 ，全幅電壓的躍變也有可能達到二倍于一個尖峰電壓值。 據測試 ，PWM 變頻器輸出的電壓波形 ，重慶電機銷售，在 380 /480V 交流系統中 ，在電機端測得的尖峰電壓值為 1. 2～ 1. 5kV，而在 576 /600V的交流系統中 ，測得的尖峰電壓值達到 1. 6～ 1. 8kV。 非常明顯 ，在此全幅電壓作用下 ，繞組匝間產生表面局部放電。 由于電離作用 ，在氣隙中又會產生空間電荷 ，從而形成一個與外加電場反向的感應電場。 當電壓極性改變時 ，這個反向電場與外加電場方向一致。這樣 ，一個更高的電場產生 ，它會導致局部放電的數量增加 ，較終引起擊穿。測試表明 ，作用于這些匝間絕緣的電沖擊大小取決于導線特定的性能和 PWM 驅動電流的上升時間。 若上升時間小于0.1μs，則將有 80% 的電勢加在繞組的**匝上 ，即上升時間越短 ，電沖擊就越大 ，匝間絕緣的壽命就越短[1] ?。1. 2 介質損耗發熱當 E**過絕緣體臨界值時 ，重慶電機，其介質損耗迅速增加。當頻率增加時 ，局部放電隨之增加 ，結果產生熱量 ，這些熱量則引起更大的漏電流 ，從而使 Ni上升更快 ，即電機溫升上升 ，絕緣加速老化。總之 ，在變頻電機中正是由于上述局部放電、電介質加熱、空間電荷感應等因素的共同作用引起電磁線的過早損壞[1] ?。2 主絕緣、相絕緣和絕緣漆的損壞如前所述 ，采用 PWM 變頻電源 ，使變頻電機的端子處出現振蕩電壓幅值增加。因而 ，電機的主絕緣、相絕緣和絕緣漆承受更高的電場強度。據測試 ，由于變頻器輸出端電壓上升時間、電纜長度和開關頻率等因素的綜合影響 ，上述端電壓峰值可**過 3kV。 另外 ，當電機繞組匝間發生局部放電時 ，會使絕緣中分布電容所儲存的電能變為熱、幅射、機械和化學能 ，從而使整個絕緣系統劣化 ，絕緣的擊穿電壓降低 ，較終導致絕緣系統被擊穿[1] ?。

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