مشکلات فنی موتور توسط منبع تغذیه فرکانس متغیر

تفاوت اصلی بین موتور تغذیه شده توسط منبع تغذیه تبدیل فرکانس و موتور با فرکانس قدرت موج سینوسی این است که از یک طرف ، در یک فرکانس گسترده از فرکانس پایین تا فرکانس بالا کار می کند و از طرف دیگر ، شکل موج قدرت غیر سینوئیدی است. از طریق تجزیه و تحلیل سری فوریه از شکل موج ولتاژ ، شکل موج منبع تغذیه علاوه بر مؤلفه موج اساسی (موج کنترل) بیش از 2N هارمونیک ها را شامل می شود (تعداد امواج مدولاسیون موجود در هر نیمی از موج کنترل N است). هنگامی که مبدل SPWM AC از قدرت خارج می شود و آن را روی موتور اعمال می کند ، شکل موج فعلی روی موتور به عنوان موج سینوسی با هارمونیک های تحتانی ظاهر می شود. جریان هارمونیک یک مؤلفه شار مغناطیسی پالس کننده در مدار مغناطیسی موتور ناهمزمان ایجاد می کند و مؤلفه شار مغناطیسی پالس بر روی شار مغناطیسی اصلی قرار می گیرد ، به طوری که شار مغناطیسی اصلی حاوی یک جزء شار مغناطیسی پالس است. مؤلفه شار مغناطیسی پالس همچنین باعث می شود که مدار مغناطیسی اشباع شود ، که اثرات زیر در عملکرد موتور دارد:

1. شار مغناطیسی تولید می شود

تلفات افزایش می یابد و کارایی کاهش می یابد. از آنجا که خروجی منبع تغذیه فرکانس متغیر شامل تعداد زیادی از هارمونیک مرتبه بالا است ، این هارمونیک ها مصرف مس و آهن مربوطه را تولید می کنند و باعث کاهش راندمان عمل می شوند. حتی فناوری عرض پالس سینوسی SPWM ، که در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد ، فقط هارمونیک های کم را مهار می کند و گشتاور پالس کننده موتور را کاهش می دهد ، بنابراین دامنه عملکرد پایدار موتور را با سرعت کم گسترش می دهد. و هارمونیک های بالاتر نه تنها کاهش نیافته بلکه افزایش یافته است. به طور کلی ، در مقایسه با منبع تغذیه SINE فرکانس قدرت ، راندمان 1 ٪ به 3 ٪ کاهش می یابد و ضریب توان 4 ٪ به 10 ٪ کاهش می یابد ، بنابراین از دست دادن هارمونیک موتور تحت منبع تغذیه تبدیل فرکانس یک مشکل بزرگ است.

ب) لرزش و نویز الکترومغناطیسی ایجاد کنید. با توجه به وجود یک سری هارمونیک های مرتبه بالا ، لرزش الکترومغناطیسی و نویز نیز ایجاد می شود. نحوه کاهش لرزش و سر و صدا در حال حاضر مشکلی برای موتورهای موج سینوسی است. برای موتور که از اینورتر استفاده می شود ، به دلیل ماهیت غیر سینوئیدی منبع تغذیه ، مشکل پیچیده تر می شود.

ج) گشتاور پالس فرکانس پایین با سرعت کم اتفاق می افتد. نیروی مغناطیسی هارمونیک و سنتز جریان هارمونیک روتور ، و در نتیجه گشتاور الکترومغناطیسی هارمونیک ثابت و گشتاور الکترومغناطیسی هارمونیک متناوب ، گشتاور الکترومغناطیسی هارمونیک متناوب باعث پالس موتور می شود ، بنابراین بر عملکرد پایداری با سرعت کم تأثیر می گذارد. حتی اگر از حالت مدولاسیون SPWM استفاده شود ، در مقایسه با منبع تغذیه SINE فرکانس قدرت ، هنوز هم درجه خاصی از هارمونیک های مرتبه کم وجود خواهد داشت ، که گشتاور پالس را با سرعت کم تولید می کند و بر عملکرد پایدار موتور با سرعت کم تأثیر می گذارد.

2. ولتاژ ضربه ای و ولتاژ محوری (جریان) را به عایق تبدیل کنید

الف) ولتاژ افزایشی رخ می دهد. هنگامی که موتور در حال کار است ، ولتاژ کاربردی اغلب با ولتاژ افزایش یافته ایجاد می شود که اجزای موجود در دستگاه تبدیل فرکانس کم می شوند ، و گاهی اوقات ولتاژ افزایش زیاد است و در نتیجه شوک الکتریکی مکرر به سیم پیچ و آسیب به عایق می شود.

ب) ولتاژ محوری و جریان محوری تولید کنید. تولید ولتاژ شافت عمدتاً به دلیل وجود عدم تعادل مدار مغناطیسی و پدیده القایی الکترواستاتیک است که در موتورهای معمولی جدی نیست ، اما در موتورهای دارای منبع تغذیه فرکانس متغیر برجسته تر است. اگر ولتاژ شافت خیلی زیاد باشد ، حالت روغن کاری فیلم روغن بین شافت و یاتاقان آسیب می بیند و عمر خدمت بلبرینگ کوتاه می شود.

ج) اتلاف گرما هنگام دویدن با سرعت کم بر اثر اتلاف گرما تأثیر می گذارد. با توجه به دامنه تنظیم سرعت بزرگ موتور فرکانس متغیر ، اغلب با فرکانس پایین با سرعت کم اجرا می شود. در این زمان ، از آنجا که سرعت بسیار کم است ، هوای خنک کننده ارائه شده توسط روش خنک کننده خودفاده استفاده شده توسط موتور معمولی کافی نیست و اثر اتلاف گرما کاهش می یابد و باید از خنک کننده فن مستقل استفاده شود.

تأثیر مکانیکی مستعد ابتلا به رزونانس است ، به طور کلی ، هر وسیله مکانیکی پدیده رزونانس را تولید می کند. با این حال ، موتور در حال کار با فرکانس و سرعت ثابت باید از طنین انداز با فرکانس طبیعی مکانیکی پاسخ فرکانس الکتریکی 50 هرتز جلوگیری کند. هنگامی که موتور با تبدیل فرکانس کار می کند ، فرکانس عملیاتی دارای طیف گسترده ای است و هر یک از مؤلفه ها فرکانس طبیعی خود را دارد که به راحتی می توان آن را در یک فرکانس خاص طنین انداز کرد.