Vpliv frekvenčnega pretvornika na motor

1. Učinkovitost in dvig temperature elektromotorjev
Ne glede na obliko frekvenčnega pretvornika bo med delovanjem ustvaril različne stopnje harmonične napetosti in toka, zaradi česar bo motor deloval pod nesinusno napetostjo in tokom.
Če za primer vzamemo pogosto uporabljen frekvenčni pretvornik s sinusnim valom PWM, so njegovi nizki harmoniki v bistvu nič, preostale harmonske komponente visokega reda, ki so približno dvakrat večje od nosilne frekvence, pa so 2u+1 (u je modulacijsko razmerje) .
Harmoniki višjega reda lahko povzročijo povečanje izgube bakra v statorju, izgube bakra (aluminija) v rotorju, izgube železa in dodatne izgube v elektromotorjih, pri čemer je najpomembnejša izguba bakra (aluminija) v rotorju.
Ker se asinhroni motorji vrtijo s sinhronimi hitrostmi, ki so blizu osnovni frekvenci, bodo visoke harmonične napetosti, ki režejo palice rotorja z velikim zdrsom, povzročile znatne izgube rotorja.
Poleg tega je treba upoštevati dodatne izgube bakra zaradi kožnega učinka, zaradi katerega bo motor proizvajal dodatno toploto, zmanjšal učinkovitost in zmanjšal izhodno moč. Če običajni trifazni asinhroni motor deluje pri nesinusoidnih pogojih napajanja, ki ga oddaja frekvenčni pretvornik, se mora dvig njegove temperature običajno povečati za 10 % do 20 %.
2. Problem izolacijske trdnosti elektromotorja
Trenutno veliko majhnih in srednje velikih frekvenčnih pretvornikov uporablja metodo krmiljenja PWM z nosilno frekvenco od nekaj tisoč do deset kilohercev, zaradi česar navitje statorja motorja prenese visoko stopnjo naraščanja napetosti, kar je enako uporabi strmega impulza napetosti na motorju, zaradi česar medobratna izolacija motorja prenese težje preskuse.
Poleg tega je pravokotna impulzna napetost sekalnika, ki jo ustvari pretvornik PWM, prekrita z delovno napetostjo motorja, kar ogroža ozemljitveno izolacijo motorja. Izolacija tal bo pospešila staranje pod ponavljajočimi udarci visoke napetosti.
3. Harmonični elektromagnetni šum in vibracije
Ko navadne asinhrone motorje napajajo frekvenčni pretvorniki, postanejo vibracije in hrup, ki jih povzročajo elektromagnetni, mehanski, prezračevalni in drugi dejavniki, bolj zapleteni.
Različni časovni harmoniki, ki jih vsebuje napajalnik s spremenljivo frekvenco, motijo ​​inherentne prostorske harmonike elektromagnetnega dela motorja in tvorijo različne elektromagnetne vzbujalne sile. Ko je frekvenca elektromagnetnih valov skladna ali blizu naravne frekvence nihanja ohišja motorja, bo prišlo do resonančnega pojava, s čimer se poveča hrup.
Zaradi širokega razpona delovnih frekvenc in velikega razpona variacije hitrosti elektromotorjev se frekvence različnih elektromagnetnih valov težko izognejo naravnim frekvencam nihanja različnih komponent motorja.
4. Prilagodljivost elektromotorjev pogostemu speljevanju in zaviranju
Zaradi uporabe frekvenčnega pretvornika za napajanje je mogoče elektromotor zagnati pri zelo nizkih frekvencah in napetostih brez impulznega toka, za hitro zaviranje pa se lahko uporabijo različni načini zaviranja, ki jih omogoča frekvenčni pretvornik, kar ustvarja pogoje za pogoste zagone in zaviranje.
Zato so mehanski in elektromagnetni sistemi elektromotorja izpostavljeni cikličnim izmeničnim silam, ki povzročajo utrujenost in težave s pospešenim staranjem mehanskih in izolacijskih struktur.
5. Težava s hlajenjem pri nizki hitrosti
Prvič, impedanca asinhronih motorjev ni idealna in ko je močna frekvenca nizka, so izgube, ki jih povzročijo harmoniki visokega reda v napajalniku, znatne.
Drugič, ko se hitrost navadnega asinhronega motorja zmanjša, se količina hladilnega zraka zmanjša sorazmerno s tretjo potenco hitrosti, kar povzroči poslabšanje stanja hlajenja motorja pri nizki hitrosti, močno povečanje dviga temperature in težave pri doseganju konstantnega izhodnega navora.