РАЗНИЦА МЕЖДУ ОБЫЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И ДВИГАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТОЙ
Существуют существенные различия между обычными двигателями и двигателями с регулируемой частотой в нескольких аспектах, которые в основном отражаются в следующем:
1. Разница в цене: Это очевидно каждому. Двигатели с регулируемой частотой стоят примерно на 50% дороже. Они обладают большей способностью адаптироваться к изменяющимся частотам, в то время как обычные двигатели могут работать только на фиксированной частоте. Ниже 35 Гц или выше 60 Гц обычные двигатели могут перегореть. Двигатели с регулируемой частотой имеют большую вариативность и выдерживают более высокие рабочие нагрузки, требуют более сложной конструкции и материалов с более высокими-характеристиками, что обычно приводит к более высокой цене. Обычные моторы относительно дешевле.
2. Системы охлаждения: Охлаждающий вентилятор обычного двигателя соединен с валом двигателя, привод которого осуществляется за счет вращения двигателя. Поэтому на малых оборотах недостаточная охлаждающая способность может привести к перегреву и перегоранию. В обычном двигателе вентилятор и двигатель соединены соосно. Чем быстрее вращается двигатель, тем быстрее вращается вентилятор; и наоборот, чем медленнее вращается двигатель, тем медленнее вращается вентилятор. Это связано с тем, что на низких частотах и малых скоростях вентилятор не может обеспечить достаточный поток воздуха, что приводит к перегреву двигателя. В двигателе с регулируемой частотой при уменьшении скорости поток охлаждающего воздуха уменьшается пропорционально кубу скорости, что приводит к недостаточному рассеиванию тепла и быстрому увеличению температуры, что затрудняет достижение постоянного выходного крутящего момента. С другой стороны, двигатели с регулируемой частотой оснащены независимыми охлаждающими вентиляторами и приводятся в движение независимыми двигателями, обеспечивая постоянный большой поток воздуха и эффективно решая проблему рассеивания тепла.
3. Различные классы изоляции. В обычных двигателях обычно используется изоляция класса B, которая выдерживает относительно низкие температуры и скачки тока. Однако двигатели с регулируемой частотой должны работать на более высоких частотах и в более широком диапазоне скоростей. Максимальная частота, которую может достичь двигатель с регулируемой частотой, составляет около 100 Гц или даже выше. Поэтому они испытывают значительные скачки тока, требуя изоляции класса F или изоляционных материалов даже более высокого качества, чтобы противостоять повреждениям, вызванным высокочастотными-токами и напряжениями.
4. Преобразователи частоты во время работы генерируют гармоники разной частоты. Напряжение и ток заставляют двигатель работать в условиях не-синусоидального напряжения и тока. Эти гармоники более высокого-порядка увеличивают потери статора, потери ротора, потери в железе и дополнительные потери. Наиболее существенное увеличение связано с потерями в меди ротора. Эти потери увеличивают выделение тепла двигателем, снижают эффективность и уменьшают выходную мощность. Хотя повышение температуры обычного двигателя обычно выше, несущая частота преобразователя частоты в диапазоне от нескольких тысяч до десятков килогерц вынуждает обмотки статора двигателя выдерживать очень высокую скорость повышения напряжения, что эквивалентно приложению к двигателю очень крутого импульсного напряжения. При использовании обычных материалов повышение температуры обычного двигателя обычно увеличивается на 10–20 %, а межвитковая изоляция двигателя подвергается более суровым испытаниям. Поэтому крайне важно усилить изоляцию двигателя относительно земли и межвитковую изоляцию, особенно учитывая способность изоляционного материала выдерживать перенапряжения.
5. Различная допустимая электромагнитная нагрузка, листы кремнистой стали и материалы обмоток. Обычные двигатели склонны к насыщению магнитной цепи во время работы, что ограничивает их производительность при работе с переменной частотой. Двигатели с регулируемой частотой за счет увеличения электромагнитной нагрузки, использования большего количества листов кремниевой стали и применения более качественных и тонких листов и обмоток из кремниевой стали предотвращают насыщение магнитной цепи, позволяя им обеспечивать высокий крутящий момент на низких скоростях и улучшая производительность и эффективность двигателя.
6. Гармонический электромагнитный шум отличается от вибрации: когда обычные двигатели питаются от преобразователей частоты, вибрации и шум, вызванные электромагнитными, механическими и вентиляционными факторами, становятся более сложными. Гармоники в источнике питания преобразователя частоты мешают собственным гармоникам электромагнитных компонентов двигателя, создавая различные силы электромагнитного возбуждения и увеличивая шум. Поскольку двигатели имеют широкий диапазон рабочих частот и большой диапазон изменения скорости, частотам различных электромагнитных силовых волн трудно избежать собственных частот вибрации конструктивных компонентов двигателя. При низкой частоте источника питания потери, вызванные высшими гармониками в источнике питания, больше.
7. Механическая конструкция:** двигатели с регулируемой частотой (ЧРП) имеют более прочные подшипники, что позволяет им адаптироваться к более широкому спектру применений, в то время как обычные двигатели имеют относительно более слабые подшипники. К двигателям с ЧРП предъявляются более высокие требования по контролю вибрации и шума. Необходимо полностью учитывать жесткость компонентов двигателя и общей конструкции, а собственную частоту следует максимизировать, чтобы избежать резонанса с различными магнитными волнами. Для двигателей мощностью более 160 кВт в двигателях с частотно-регулируемым приводом следует применять меры по изоляции подшипников. Это происходит главным образом потому, что асимметрия магнитной цепи генерирует ток на валу, который в сочетании с током, генерируемым высокочастотными компонентами, значительно увеличивает ток на валу, что приводит к повреждению подшипника. Поэтому, как правило, необходимы изоляционные меры. Для двигателей с ЧРП постоянной мощности со скоростью более 3000 об/мин следует использовать специальную -стойкую к высоким температурам специальную смазку, чтобы компенсировать повышение температуры в подшипниках.
8. Характеристики регулирования скорости: обычные двигатели имеют фиксированную скорость, для ее изменения требуется внешнее регулирующее оборудование. Скорость обычных двигателей фиксируется частотой сети. С другой стороны, двигатели с ЧРП могут обеспечивать плавное изменение скорости в более широком диапазоне скоростей, отвечая требованиям различных условий эксплуатации, а также обладают функциями плавного-пуска и быстрого торможения. Двигатели с ЧРП поддерживают бесступенчатое регулирование скорости от 0 до 100%. Характеристики регулирования скорости: Обычные двигатели имеют фиксированную скорость, поэтому для изменения скорости требуется внешнее регулирующее оборудование. Скорость обычных двигателей фиксируется частотой сети, в то время как двигатели с частотно-регулируемым приводом могут обеспечивать плавное изменение скорости в более широком диапазоне, отвечая требованиям различных условий эксплуатации, и имеют функции плавного-пуска и быстрого торможения. Двигатели с ЧРП поддерживают бесступенчатое регулирование скорости от 0 до 100%.
9. Стабильность работы. Обычные двигатели, приводимые в действие преобразователями частоты, страдают от серьезных помех при линейном изменении скорости. Двигатели с преобразователем частоты снижают шум и разницу в выходном напряжении за счет оптимизированной конструкции аккумулятора. В них также используются специальные подшипники и материалы, предотвращающие старение-, что продлевает срок их службы на 50 % по сравнению с обычными двигателями.
10. Различные применения. Обычные двигатели подходят для применений, требующих высокой стабильности скорости, низкого пускового тока и простоты обслуживания, таких как вентиляторы и насосы. С другой стороны, двигатели с преобразователем частоты используются в приложениях, требующих высокоскоростного управления, высокой эксплуатационной эффективности и энергосбережения, таких как станки с ЧПУ, лифты, текстильное оборудование и компрессоры.
