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高压变频电机的设计

发布于:2022年04月04日 作者:西马力 阅读:313

变频电机的设计主要从变频器供电对绝缘结构的影响、谐波对效率及温升的影响、谐波对噪声及振动的影响、调速对散热的影响以及轴电流等五个方面来考虑。

1,因变频器供电时,电机线圈承受很高的电压上升率,相当于线圈反复承受电压陡度很大的冲击电压,冲击电压在线圈首匝还影响匝间绝缘。6kV单边2.0厚、10kV单边3.0厚的对地绝缘完全能满足要求,仅需加强匝间绝缘,6kV采用玻璃丝包亚胺薄膜绕包自粘性烧结铜扁线SBEMB-40/155(烧结线),10kV采用SBEFB-70/155玻璃丝包双云母绕包自粘性扁铜线。

2,因变频器在工作中总会产生不同程度的谐波电压和谐波电流,使异步电机在非正弦电压、电流下运行。由于高次谐波的存在,会引起定子铜耗、转子铝耗及附加损耗的增加,特别是转子铝耗会增加较多。这些损耗会造成电机额外发热,温升增加,效率降低,输出下降。因此电机设计时应控制电机热负荷,保证电机留有合理的温升裕度,以消除变频器谐波带来的影响。

变频高压电机

3,变频器供电情况下,因谐波的存在而引起噪声和振动加大。为有效抑制噪声和振动,一般选择合适的节距及槽配合、降低齿磁密(小于15000),并适当增大气隙;电机要有足够的刚度,尽量采用推入式机座,并提高加工精度,保证气隙均匀度。

4,变频调速电机分为两类:一是不带变频风机,一是带变频风机的。不带变频风机的电机,仅适用于风机、水泵类负载。因风机、水泵类负载的功率与转速的三次方成反比变化,当转速降至50%时,轴功率则降低到额定功率的1/8。例如额定功率1000kW的电机,转速降到额定转速的50%时,轴功率就只有1000/8=125kW,这时相应的风(水)压、风(水)量就很小了。 因此,风机、水泵的调速范围不会很宽,一般较多是额定转速到60%额定转速。这时设计考虑的就不是电机的温升了,只考虑变频器带来的谐波对电机的影响,自然也就无须另行配置独立电源冷却风机。至于其它类型的变频调速电机,则需落实恒转矩调速范围和恒功率调速范围,由于此时轴功率的降低只随转速一次方下降,所以在低速时由于电机自身风扇的风量、风压已不能满足电机的冷却要求,则需外带独立电源冷却风机冷却。

5,变频电机滚动轴承上加有轴承套,轴承套与端盖间加有绝缘层,紧固轴套、端盖螺栓加绝缘套管和绝缘垫以隔断由于共模电压造成的轴电压和轴承的泄露电流。

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