Tæknileg vandamál með mótor knúinn af breytilegri tíðni aflgjafa

Helsti munurinn á mótor sem knúinn er af tíðnibreytibúnaði og mótor sem knúinn er afltíðninni sínusbylgju er að annars vegar starfar hann á breiðu tíðnibili frá lágri tíðni til hárar tíðni, og hins vegar er aflbylgjuformið ekki sínuslaga. Með Fourier-raðgreiningu á spennubylgjunni inniheldur bylgjuform aflgjafans meira en 2N samsvörun auk grunnbylgjuþáttarins (stýribylgjunnar) (fjöldi mótunarbylgna sem eru í hvorum helmingi stýribylgjunnar er N). Þegar SPWM AC breytirinn gefur frá sér afl og beitir því á mótorinn, mun straumbylgjuformið á mótornum birtast sem sínusbylgja með ofanlögðum samsvörunum. Samsvörunarstraumurinn mun mynda púlsandi segulflæðisþátt í segulrás ósamstillta mótorsins, og púlsandi segulflæðisþátturinn er lagður ofan á aðalsegulflæðið, þannig að aðalsegulflæðið inniheldur púlsandi segulflæðisþátt. Púlsandi segulflæðisþátturinn veldur einnig því að segulrásin hefur tilhneigingu til að vera mettuð, sem hefur eftirfarandi áhrif á rekstur mótorsins:

1. Púlsandi segulflæði myndast

Tap eykst og skilvirkni minnkar. Þar sem úttak breytilegrar tíðni aflgjafa inniheldur mikið magn af háum samsvörunum, munu þessar samsvörun framleiða samsvarandi kopar- og járnnotkun, sem dregur úr rekstrarhagkvæmni. Jafnvel SPWM sinuslaga púlsbreiddartækni, sem er mikið notuð nú til dags, hamlar aðeins lágum samsvörunum og dregur úr púlsandi togi mótorsins, og lengir þannig stöðugt rekstrarsvið mótorsins við lágan hraða. Og hærri samsvörun minnkar ekki aðeins ekki, heldur jókst. Almennt séð, samanborið við aflgjafa með sínustíðni, minnkar skilvirknin um 1% til 3% og aflstuðullinn minnkar um 4% til 10%, þannig að samsvörunartap mótorsins við tíðnibreyti aflgjafa er stórt vandamál.

b) Mynda rafsegulbylgjutitring og hávaða. Vegna tilvistar röð af háum samsvörunum mun rafsegulbylgjutitringur og hávaði einnig myndast. Hvernig á að draga úr titringi og hávaða er þegar vandamál fyrir sínusbylgjuknúin mótora. Fyrir mótora sem knúnir eru af invertera verður vandamálið flóknara vegna þess að aflgjafinn er ekki sinuslaga.

c) Lágtíðni púlsandi tog á sér stað við lágan hraða. Samræmdur segulkraftur og samræmdur straumur snúningsássins myndast, sem leiðir til stöðugs samræmds rafsegultogs og til skiptis samræmds rafsegultogs. Til skiptis samræmds rafsegultogs veldur púlsun í mótornum og hefur þannig áhrif á stöðugan rekstur við lágan hraða. Jafnvel þótt SPWM mótunarstilling sé notuð, samanborið við sinusaflgjafa á aflstíðni, mun samt sem áður vera ákveðinn lágstigs samræmdur tog, sem mun framleiða púlsandi tog við lágan hraða og hafa áhrif á stöðugan rekstur mótorsins við lágan hraða.

2. Mynda höggspennu og ásspennu (straum) í einangrunina

a) Hraðspenna myndast. Þegar mótorinn er í gangi er spennan sem myndast oft ofan á hraðspennuna sem myndast þegar íhlutir í tíðnibreytibúnaðinum eru tengdir saman, og stundum er hraðspennan há, sem leiðir til endurtekinna rafstuðs á spóluna og skemmda á einangruninni.

b) Myndun ásspennu og ásstraums. Myndun ásspennu stafar aðallega af ójafnvægi í segulrásum og rafstöðuvirkni, sem er ekki alvarlegt í venjulegum mótorum, en það er áberandi í mótorum sem knúnir eru með breytilegri tíðni. Ef ásspennan er of há mun smurning á olíufilmunni milli ássins og legunnar skemmast og endingartími legunnar styttist.

c) Varmadreifing hefur áhrif á varmadreifingaráhrifin þegar hún er keyrir á lágum hraða. Vegna mikils hraðastillingarsviðs breytilegrar tíðnimótors keyrir hún oft á lágum hraða við lága tíðni. Þar sem hraðinn er mjög lágur er kæliloftið sem venjulegur mótor notar með sjálfvirkri viftu ófullnægjandi og varmadreifingaráhrifin minnka og því verður að nota sjálfstæða viftukælingu.

Vélræn áhrif eru viðkvæm fyrir ómun, almennt mun hvaða vélræn tæki sem er valda ómun. Hins vegar ætti mótor sem gengur á stöðugri afltíðni og hraða að forðast ómun við vélræna eigintíðni rafmagnstíðnisvörunarinnar 50Hz. Þegar mótorinn er notaður með tíðnibreytingu er rekstrartíðnin breitt og hver íhlutur hefur sína eigin eigintíðni, sem gerir það auðvelt að láta hann óma við ákveðna tíðni.

 


Birtingartími: 25. febrúar 2025