低压变频器技术在异步电机设计与发展中的应用

导语:自从现代交流变频调速技术发明以来,异步电机驱动技术得到了广泛的研究和发展。前言 异步电机是典型的常规交流电机。自从现代交流变频调速技术发明以来,异步电机驱动技术得到了广泛的研究和发展。但在这些研究中,主要针对变频器拓朴结构及控制算法的研究开发,而在异步电机设计和分析方面却没有明显的改变。目前,我国所用电动机会为20世纪70年代末设计出来的Y系列异步电机会,该设备主要是针对恒频恒压供给设计。此类设备在变频器供给下,其效率、功率因数和功率密度等稳态性能都有所下降,且设备绝缘、噪声及故障情况也趋于恶化。

变频器供给下的运行条件

在变频器供给方式下,异步电子会面临一个巨大的变化,对于常规异步电子以及其相应分析方法来说已经不能与之相适应。在常规异步电子设计中,我们通常考虑满足启动特性(1)、保证稳定运行状况(2)以及制造简便(3)。为了满足启动要求,我们通常将转子槽设计成深槽或双鼠笼槽,以利用集肤效应增加启动时转子的阻力,从而提高启动转矩。不过,这样做既减少了机械特性的良好状态(如效率和功率因素),又增加了制造加工难度。

对于变频器供给下的异步电子,由于可方便地调节速度,使其机械特性曲线可以有条件地平移。当速度下降时曲线左移,当速度上升时曲线右移。这导致新的变化主要体现在以下几个方面:

电源以较小频次提供能量,允许我们利用调整来直接使用最大转矩作为起始转矩,从而使转子槽形状可以优化以提高稳定运行性能。

通过调整,可以将同步绕组调节到最佳工作点,即得到最小滑差、最高效率以及高功率因数。这样,在不改变输出的情况下,可以使用最高效率和高功率因数代替额定效率和额定功率因数,从而减小设备尺寸、减轻重量并降低成本。

通过矢量控制,可确保足够气隙磁场,并同时获得最小励磁流程,因此可以提高系统的功配比及整体性能。

设计要点

为了充分利用该能力,同时挖掘出潜力,并进一步提升性能,同时降低成本,我们逐渐开发了用于此目的新型计算模型及其相关参数。此过程涉及以下五个关键点:

设计应该是一个区域内最佳值,而不是传统方法围绕一个固定的参考点进行,因为这种方法只能获取最佳执行状态,而无法考虑其他可能出现的问题。

在追求高效益同时必须关注高质量信号;传统观念认为只需关注单一目标即可,但实际上这两个目标紧密相关,而且互补作用很大。

内部空间磁场分布应当与时间波形匹配以减少谐波影响;由于内部齿槽分布产生空间磁场,有些条件下来参与抵消内部时间谐波,这意味着需要合理选择齿位数量、类型及其尺寸大小,以实现这一目的。

定轴齿槽数目优化;由于能够通过调整操作来满足初始加速需求,这使得原始加速策略变得过分严格。在原先基于快速加速需求进行改进后,现在我们更多关注的是保持稳定的运行状态,所以不再需要像过去那样强制性地引入增强初期加速度能力。而且,由于这个原因,一般采用深口或者双鼠笼式口部结构以增强初期拉伸力,为促进有效加速度提供必要支持。但是在高速滚动阶段,它们则会导致损失多余能量并破坏系统平衡,因而被视为负面效果。此外,这种方式还会造成更大的磨损风险。

5 变换带来的挑战

尽管如此,在经历了一段时间之后,我们开始发现虽然这种模式能够解决许多问题,但是它同样带来了新的挑战,比如如何处理故障发生后的恢复工作,以及如何确保系统能够自动适应环境变化等问题。

6 结论

总结来说,不仅仅是因为它们具有长远价值,还因为它们代表了一种全新的思维方式。一旦我们学会如何有效地管理这些工具,就会看到整个行业受到根本性的改变。随着我们的理解不断深入,那些看似简单但实际极其复杂的问题也将迎刃畅行。这是一次跨越界限的大冒险,是一次无尽探索旅途的一部分,也是我个人最激动人心的事情之一。如果你愿意加入我,让我们的想象超越现实,那么让我们一起迈出那一步吧!

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