Hlavný rozdiel medzi motorom napájaným zdrojom s frekvenčnou konverziou a motorom napájaným sínusovou vlnou sieťovej frekvencie spočíva v tom, že na jednej strane pracuje v širokom frekvenčnom rozsahu od nízkej frekvencie po vysokú frekvenciu a na druhej strane má priebeh napájania nesínusový tvar. Prostredníctvom Fourierovej analýzy napäťového priebehu obsahuje priebeh napájania viac ako 2N harmonických okrem základnej zložky vlny (riadiacej vlny) (počet modulačných vĺn obsiahnutých v každej polovici riadiacej vlny je N). Keď menič striedavého prúdu SPWM vydáva výkon a privádza ho do motora, priebeh prúdu v motore sa javí ako sínusová vlna so superponovanými harmonickými. Harmonický prúd generuje pulzujúcu zložku magnetického toku v magnetickom obvode asynchrónneho motora a pulzujúca zložka magnetického toku sa superponuje na hlavný magnetický tok, takže hlavný magnetický tok obsahuje pulzujúcu zložku magnetického toku. Pulzujúca zložka magnetického toku tiež spôsobuje, že magnetický obvod má tendenciu byť nasýtený, čo má nasledujúce účinky na prevádzku motora:
1. Generuje sa pulzujúci magnetický tok
Straty sa zvyšujú a účinnosť klesá. Pretože výstup napájacieho zdroja s premenlivou frekvenciou obsahuje veľké množstvo vyšších harmonických, tieto harmonické spôsobujú zodpovedajúcu spotrebu medi a železa, čo znižuje prevádzkovú účinnosť. Dokonca aj technológia sínusovej šírky impulzov SPWM, ktorá sa v súčasnosti široko používa, potláča iba nízke harmonické a znižuje pulzujúci krútiaci moment motora, čím predlžuje stabilný prevádzkový rozsah motora pri nízkych otáčkach. Vyššie harmonické sa nielenže neznížili, ale dokonca zvýšili. Vo všeobecnosti sa v porovnaní so sínusovým napájaním sieťovej frekvencie účinnosť znižuje o 1 % až 3 % a účinník sa znižuje o 4 % až 10 %, takže strata harmonických motora pri napájaní s frekvenčnou konverziou predstavuje veľký problém.
b) Generovanie elektromagnetických vibrácií a šumu. V dôsledku existencie série vyšších harmonických kmitočtov budú generované aj elektromagnetické vibrácie a šum. Zníženie vibrácií a hluku je už teraz problémom pri motoroch napájaných sínusoidným priebehom. Pri motoroch napájaných meničom sa problém komplikuje kvôli nesínusoidnej povahe napájania.
c) Pri nízkych otáčkach sa vyskytuje nízkofrekvenčný pulzujúci krútiaci moment. Harmonická magnetomotorická sila a harmonický prúd rotora sa spájajú, čo vedie ku konštantnému harmonickému elektromagnetickému krútiacemu momentu a striedavému harmonickému elektromagnetickému krútiacemu momentu. Striedavý harmonický elektromagnetický krútiaci moment spôsobí pulzovanie motora, čo ovplyvní stabilnú prevádzku pri nízkych otáčkach. Aj keď sa použije režim modulácie SPWM, v porovnaní so sínusovým napájaním sieťovej frekvencie bude stále existovať určitý stupeň nižších harmonických, ktoré spôsobia pulzujúci krútiaci moment pri nízkych otáčkach a ovplyvnia stabilnú prevádzku motora pri nízkych otáčkach.
2. Generujte impulzné napätie a axiálne napätie (prúd) do izolácie
a) Vyskytuje sa prepätie. Keď motor beží, aplikované napätie sa často prekrýva s prepätím generovaným pri komutácii komponentov v zariadení na prevod frekvencie a niekedy je prepätie vysoké, čo vedie k opakovanému úrazu elektrickým prúdom cievky a poškodeniu izolácie.
b) Generovanie axiálneho napätia a axiálneho prúdu. Generovanie napätia na hriadeli je spôsobené najmä existenciou nevyváženosti magnetického obvodu a javom elektrostatickej indukcie, čo nie je u bežných motorov závažné, ale je výraznejšie u motorov napájaných zdrojom s premenlivou frekvenciou. Ak je napätie na hriadeli príliš vysoké, mazací stav olejového filmu medzi hriadeľom a ložiskom sa poškodí a životnosť ložiska sa skráti.
c) Odvod tepla ovplyvňuje efekt odvádzania tepla pri prevádzke na nízkej rýchlosti. Vzhľadom na veľký rozsah regulácie rýchlosti motora s premenlivou frekvenciou, tento často beží na nízkej rýchlosti pri nízkej frekvencii. V tomto prípade, pretože rýchlosť je veľmi nízka, chladiaci vzduch poskytovaný metódou chladenia vlastným ventilátorom používanou bežným motorom je nedostatočný a efekt odvádzania tepla je znížený, a preto je potrebné použiť chladenie nezávislým ventilátorom.
Mechanické vplyvy sú náchylné na rezonanciu, vo všeobecnosti akékoľvek mechanické zariadenie spôsobuje rezonančný jav. Motor bežiaci s konštantnou výkonovou frekvenciou a rýchlosťou by sa však mal vyhnúť rezonancii s mechanickou vlastnou frekvenciou elektrickej frekvenčnej odozvy 50 Hz. Keď motor pracuje s frekvenčnou konverziou, prevádzková frekvencia má široký rozsah a každý komponent má svoju vlastnú vlastnú frekvenciu, čo umožňuje ľahko dosiahnuť rezonanciu na určitej frekvencii.
Čas uverejnenia: 25. februára 2025