1.電磁設(shè)計
      普通異步電動機在設(shè)計時主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動機，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不再需要過多考慮，而要解決的關(guān)鍵問題是如何改 善電動機對非正弦波電源的適應(yīng)能力。
      電磁設(shè)計時重點關(guān)注以下幾方面：
      1）盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻，減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增加。
      2）為抑制電流中的高次諧波，需適當(dāng)增加電動機的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大，其集膚效應(yīng)也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小，要兼顧到整個調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。
      3）變頻電動機的主磁路一般設(shè)計成不飽和狀態(tài)，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當(dāng)提高變頻器的輸出電壓。
      2.結(jié)構(gòu)設(shè)計
      結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結(jié)構(gòu)、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：
      1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。
      2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構(gòu)件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
      3）冷卻方式：一般采用強迫通風(fēng)冷卻，即主電機散熱風(fēng)扇采用獨立的電機驅(qū)動。
      4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會產(chǎn)生軸電流，當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導(dǎo)致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。
      5）對恒功率變頻電動機，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過3000/min時，應(yīng)采用耐 高溫的特 殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。
      3.變頻電機和普通電機的區(qū)別
      國產(chǎn)普通電機大部分只能在AC380V/50HZ的條件下運行，普通電機能降頻或升頻使用，但范圍不能太大，否則電機會發(fā)熱甚至燒壞。變頻電機可在其調(diào)速范圍內(nèi)任意調(diào)速，電機不會損壞。一般情況下，變頻電機以10 0 %額定負載在10%~1 00%額定速度范圍內(nèi)連續(xù)運行，溫升不會超過該電機標定容許值。普通電機的散熱大多是空氣自冷式，電機散熱靠電機端部的兩片葉輪的攪動。當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速較低的時候，電機的散熱就成了問題。
      相對于普通電機，變頻電機價格不會貴很多，優(yōu)勢很明顯。變頻電機采用“專 用變頻感應(yīng)電動機+變頻器”的交流調(diào)速方式，使機械自動化程度和生產(chǎn)效率大為提高，設(shè)備小型化、增加舒適性。超過3000r/min時，應(yīng)采用耐 高溫的特 殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。二次轉(zhuǎn)矩負載，在轉(zhuǎn)速降低時，轉(zhuǎn)矩也降低，發(fā)熱量也降低，適合選用普通的電機用于變頻，在實際轉(zhuǎn)速不低于40%同步速的情況下使用。其他的負載，在60%同步速及以上運行時，選用普通的電機。
      在25%—60%同步轉(zhuǎn)速運行時，選用外部強制冷卻變頻籠型三相異步電動機，即變頻專 用電機。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于25%同步速時，選用完 全強制冷卻電動機。即矢量專 用電動機。不同的變頻控制方式控制的速度是不一樣的，采用U/F控制方式控制速度的范圍是150—1470m/min；采用無速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，控制速度的范圍是60—1500m/min；采用速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，控制速度的范圍是5—1500m/min，在5m/min時運行的穩(wěn)定性不太好。
      由于采用變頻器供電后，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，因而電動機的機械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
      調(diào)頻技術(shù)對電機的要求主要是三個方面：絕緣等級，強制冷卻和轉(zhuǎn)子軸承。如果超過基頻向上調(diào)速，還要考慮電機結(jié)構(gòu)的機械強度。
      4.結(jié)論
      電機的效率和溫升在變頻驅(qū)動下，變頻電機效率會高10%左右，而溫升會小20%左右，尤其是在矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制的低頻區(qū)域。變頻電機對于需要頻繁啟動、調(diào)速、制動的場合，要優(yōu)于普通電動機。在電磁噪聲和振動方面，變頻電機在變頻驅(qū)動時較普通電動機有更低的噪音和更小的電磁振動。
      由于變頻電機專為變頻器驅(qū)動設(shè)計，所以能承受較大的電壓變化，變頻電動機的絕緣強度要高。尤其是在DTC控制模式下，對電動機的絕緣強度是個很大的考驗。主要的區(qū)別，變頻電動機有額外的散熱（采用獨立的軸流風(fēng)機強迫通風(fēng)），在低頻、直流制動和一些特 殊應(yīng)用場合下的散熱要大大的優(yōu)于普通的交流異步電動機。

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