تستخدم المحركات على نطاق واسع. قبل عدم وجود محول التردد، كنا نستخدم المحركات ذات التردد الأكبر.

XNUMX. تم تصميم المحركات غير المتزامنة العادية وفقًا للتردد الثابت والجهد الثابت، ومن المستحيل تلبية متطلبات تحويل التردد وتنظيم السرعة بشكل كامل. فيما يلي تأثير محول التردد على المحرك:

1. كفاءة وارتفاع درجة حرارة المحرك. بغض النظر عن نوع محول التردد، يتم توليد مستويات مختلفة من الجهد والتيار التوافقي أثناء التشغيل، بحيث يعمل المحرك تحت جهد وتيار غير جيبيين. وفقًا للمعلومات، بأخذ عاكس الموجة الجيبية PWM شائع الاستخدام كمثال، فإن التوافقيات ذات الترتيب المنخفض هي في الأساس صفر، والمكونات التوافقية عالية الترتيب المتبقية التي يبلغ حجمها حوالي ضعف تردد الموجة الحاملة هي 2u+1(u) هي نسبة التعديل). سوف تتسبب التوافقيات الأعلى في زيادة فقدان نحاس الجزء الثابت للمحرك، وفقدان النحاس (الألومنيوم) في الجزء المتحرك، وفقدان الحديد، وفقدان إضافي، والأكثر أهمية هو فقدان النحاس (الألومنيوم) في الجزء المتحرك. نظرًا لأن المحرك غير المتزامن يدور بسرعة متزامنة قريبة من التردد الأساسي، فإن الجهد التوافقي عالي الترتيب يقطع قضيب الدوار بانزلاق كبير، مما سيؤدي إلى خسارة كبيرة للدوار. بالإضافة إلى ذلك، يجب أخذ فقدان النحاس الإضافي بسبب التأثيرات الجلدية بعين الاعتبار. ستؤدي هذه الخسائر إلى توليد حرارة إضافية للمحرك وتقليل الكفاءة وتقليل الطاقة الناتجة. إذا تم تشغيل المحرك غير المتزامن العادي ثلاثي الطور في حالة خرج طاقة غير جيبية بواسطة محول التردد، فإن ارتفاع درجة الحرارة سيزيد بشكل عام بنسبة 10%-20%.

2. قوة العزل للمحرك. في الوقت الحاضر، تستخدم العديد من المحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم التحكم في PWM. يبلغ تردد الموجة الحاملة حوالي عدة آلاف إلى أكثر من عشرة كيلو هرتز، مما يجعل لف الجزء الثابت للمحرك يتحمل معدل ارتفاع الجهد العالي، وهو ما يعادل تطبيق جهد نبضي حاد على المحرك، مما يجعل العزل المتبادل للمحرك يتحمل أكثر اختبارات شديدة. بالإضافة إلى ذلك، يتم فرض جهد نبض المروحية المستطيل الناتج عن عاكس PWM على جهد تشغيل المحرك، مما سيشكل تهديدًا للعزل الأرضي للمحرك، وسيعمل العزل الأرضي على تسريع عملية الشيخوخة تحت تأثيرات الجهد العالي المتكررة.

3. الضوضاء الكهرومغناطيسية التوافقية والاهتزاز. عندما يتم تشغيل المحركات غير المتزامنة العادية بواسطة محولات التردد، فإن الاهتزاز والضوضاء الناجمة عن العوامل الكهرومغناطيسية والميكانيكية والتهوية وغيرها من العوامل سوف تصبح أكثر تعقيدا. تتداخل التوافقيات الزمنية المختلفة الموجودة في مصدر الطاقة المتغير التردد مع التوافقيات الفضائية المتأصلة للجزء الكهرومغناطيسي من المحرك لتشكيل قوى الإثارة الكهرومغناطيسية المختلفة. عندما يكون تردد موجة القوة الكهرومغناطيسية هو نفسه أو قريبًا من تردد الاهتزاز الطبيعي لجسم المحرك، ستحدث ظاهرة الرنين، وبالتالي زيادة الضوضاء. نظرًا لنطاق تردد التشغيل الواسع للمحرك والنطاق الكبير لتغيرات السرعة، فمن الصعب على تردد موجات القوة الكهرومغناطيسية المختلفة تجنب تردد الاهتزاز الطبيعي لكل مكون من مكونات المحرك.

4. قدرة المحرك على التكيف مع التشغيل والكبح المتكرر. نظرًا لأن المحرك يتم تشغيله بواسطة محول التردد، يمكن تشغيل المحرك بتردد وجهد منخفض جدًا دون تيار تدفق ويمكن فرملة بسرعة باستخدام طرق الكبح المختلفة التي يوفرها محول التردد، مما يخلق الظروف لبدء التشغيل والفرملة بشكل متكرر، لذلك يخضع النظام الميكانيكي والنظام الكهرومغناطيسي للمحرك لتأثير القوة المتناوبة الدورية، مما يؤدي إلى مشاكل التعب والشيخوخة المتسارعة للهيكل الميكانيكي وهيكل العزل.

5. مشكلة التبريد على السرعات المنخفضة. أولاً، مقاومة المحرك غير المتزامن ليست مثالية. عندما يكون تردد الطاقة منخفضًا، تكون الخسارة الناتجة عن التوافقيات عالية الترتيب في مصدر الطاقة كبيرة نسبيًا. ثانيا، عندما تنخفض سرعة المحركات العادية غير المتزامنة، فإن حجم هواء التبريد يقل بما يتناسب مع مكعب السرعة، مما يؤدي إلى تدهور حالة تبريد المحرك عند السرعات المنخفضة، وارتفاع حاد في درجة الحرارة، ومن الصعب لتحقيق انتاج عزم دوران ثابت.

ثانيا. تخصائص محرك تحويل التردد

1. التصميم الكهرومغناطيسي. بالنسبة للمحركات غير المتزامنة العادية، فإن معلمات الأداء الرئيسية التي تم أخذها في الاعتبار عند إعادة التصميم هي سعة التحميل الزائد، وأداء البدء، والكفاءة، وعامل الطاقة. أما بالنسبة لمحرك تحويل التردد، نظرًا لأن الانزلاق الحرج يتناسب عكسيًا مع تردد مصدر الطاقة، فيمكن تشغيله مباشرة عندما يقترب الانزلاق الحرج من 1. لذلك، لا يلزم أخذ سعة التحميل الزائد وأداء البدء في الاعتبار كثيرًا ولكن المشكلة الرئيسية التي يتعين حلها هي كيفية تحسين استجابة المحرك لمصدر الطاقة. القدرة على التكيف مع إمدادات الطاقة غير الجيبية. الطريقة عموما هي كما يلي:

1) تقليل مقاومة الجزء الثابت والدوار قدر الإمكان. يمكن أن يؤدي تقليل مقاومة الجزء الثابت إلى تقليل فقدان النحاس الأساسي للتعويض عن الزيادة في فقدان النحاس الناتج عن التوافقيات عالية الترتيب.

2) من أجل قمع التوافقيات العالية في التيار، من الضروري زيادة محاثة المحرك بشكل مناسب. ومع ذلك، فإن مفاعلة التسرب لفتحة الدوار كبيرة، وتأثير الجلد كبير أيضًا، ويزداد أيضًا فقدان النحاس للتوافقيات عالية الترتيب. ولذلك، فإن حجم مفاعلة تسرب المحرك يجب أن يأخذ في الاعتبار عقلانية مطابقة المعاوقة في نطاق السرعة بأكمله.

3) تم تصميم الدائرة المغناطيسية الرئيسية للمحرك المتغير التردد بشكل عام لتكون في حالة غير مشبعة. أحدهما هو اعتبار أن التوافقيات عالية الترتيب سوف تعمق تشبع الدائرة المغناطيسية. والآخر هو مراعاة أنه عند الترددات المنخفضة، يجب زيادة جهد الخرج لمحول التردد بشكل مناسب من أجل زيادة عزم الدوران الناتج.

2. التصميم الهيكلي. عند تصميم الهيكل، يتم أخذ تأثير خصائص الطاقة غير الجيبية على هيكل العزل والاهتزاز وطرق تبريد الضوضاء للمحرك المتغير التردد في الاعتبار بشكل أساسي. بشكل عام، ينبغي الاهتمام بالقضايا التالية:

1) درجة العزل، بشكل عام درجة F أو أعلى، لتقوية العزل الأرضي وقوة عزل المنعطفات، وخاصة قدرة العزل على تحمل جهد التأثير.

2) في حالة اهتزاز وضجيج المحركفمن الضروري مراعاة صلابة المكونات الحركية والكلية بشكل كامل، ومحاولة زيادة ترددها الطبيعي لتجنب الرنين مع كل موجة قوة.

3) طريقة التبريد: بشكل عام، يتم استخدام التهوية القسرية للتبريد، أي أن مروحة التبريد للمحرك الرئيسي يتم تشغيلها بواسطة محرك مستقل.

4) لمنع رمح الحالي التدابير، ينبغي اعتماد تدابير العزل للمحركات ذات قدرة تتجاوز 160KW. السبب الرئيسي هو أنه من السهل إنتاج عدم تناسق الدائرة المغناطيسية والتيار المحوري. عندما تعمل التيارات الناتجة عن المكونات الأخرى عالية التردد معًا، فإن التيار المحوري سيزداد بشكل كبير، مما يؤدي إلى تلف المحمل، لذلك يتم اتخاذ تدابير العزل بشكل عام.

5) بالنسبة للمحركات ذات التردد المتغير ذات الطاقة الثابتة، عندما تتجاوز السرعة 3000/دقيقة، يجب استخدام شحم خاص مقاومة درجات الحرارة العالية ينبغي أن تستخدم للتعويض عن ارتفاع درجة حرارة المحمل. يمكن للمحرك ذو التردد المتغير أن يعمل لفترة طويلة في نطاق 0.1 هرتز - 130 هرتز، ويمكن للمحرك العادي أن يعمل في نطاق 20 - 65 هرتز لقطبين، وفي نطاق 2 - 25 هرتز لأربعة أقطاب. 75 أقطاب للتشغيل طويل الأمد في نطاق 4-6 هرتز، و30 أقطاب للتشغيل طويل الأمد في نطاق 85-8 هرتز.

اختيار المحرك: 

بادئ ذي بدء، يجب اختيار قوة المحرك وفقًا لمتوسط ​​الطاقة والطاقة القصوى التي يتطلبها الحمل عندما يكون في حالة حركة، وتحويلها إلى جانب عمود المحرك (قد يكون هناك مخفض، وبكرة، وأجهزة تخفيض أخرى) ويجب أيضًا مراعاة سعة التحميل الزائد للمحرك. يمكن أن توفر الشركة المصنعة للمحرك منحنى عزم الدوران المميز للمحرك، وسوف تتغير خصائص المحرك عند درجات حرارة مختلفة. بالمناسبة: ترتيب الاختيار هو بالطبع اختيار المحرك أولاً ثم تحديد محول التردد وفقًا للمحرك، لأن الهدف النهائي للتحكم ليس محول التردد أو المحرك، بل الحمل الميكانيكي.