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如何处理变频电机在高频运行时出现啸叫声

电机技术 | 发布时间:2017-09-08 | 人气: | #评论# |本文关键字:变频电机,高频运行
摘要:输出电缆中含有相当大的高次谐波电压、电流,使得电机的输入电压畸变,定、转子电动势高次谐波进一步增大,结果使得相电动势严重畸变,最大值升高很多,导致电机线圈发热严重

输出电缆中含有相当大的高次谐波电压、电流,使得电机的输入电压畸变,定、转子电动势高次谐波进一步增大,结果使得相电动势严重畸变,最大值升高很多,导致电机线圈发热严重,绝缘老化甚至击穿。

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另外由于高次谐波产生的高次谐波磁场产生附加的转矩,使得电机产生明显的振动和尖锐的噪音。高次谐波使得电动机的机械寿命、绝缘寿命大大缩短。

变频器输出的谐波是导致电机产生高频啸叫的主要原因,当变频器的功率开关的调制脉冲频率提高时,可以输出的电流接更近于正弦波,和使啸叫声的频率提高过人耳的可听声波范围,会使啸叫声大大降低,但是大当IGBT的开关频率过高时,会使IGBT上的损耗增加,此时需要对变频器降容来时使用。一般IGBT的开关频率为4Khz时,若听到啸叫声,建议适当提高一下IGBT的开关频率。


现在变频电机在运行中的啸叫声,往往给人一种错觉,就以为是变频器调频所致,其实未必。应该先确认一下啸叫声的来源,然后再作处理。

第一步,变频器采用V/F控制,将电机运行至最高转速;

第二步,然后操作变频器的OFF2,自有停车;

第三步,判别电机在自由停车过程随着转速下降。如果啸叫声或震动依然存在,那就没有变频器控制的事情了,是电机的制作问题了,机械传动存在运行中有共振点。说明是机械制造的问题,不是电控问题。如果在自由停车过程,电机运行平稳,没有啸叫声,那是变频器控制问题,通过调整变频器的控制参数,可以解决。其中很重要的就是将变频器做电机的动态和静态数学模型计算。如果变频器所建立的数学模型准确,运行品质就好。控制电机,其电磁噪声都是完全可以接受的。这一点毋庸置疑。


知识延伸

变频器和电机的配套问题

为整个电机运动系统选择合适的变频器,是让工程师一个头痛的问题。

总的来说,变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用,又经济。

一般性的经验是:多大的电机就选择多大的变频器,有时也可大一个规格。

大功率的变频器功率因数较低最好在变频器的进线端加装交流电抗器。这样一是提高功率因数,二是抑制高频谐波。

  • 如果经常频繁启动,制动,要安装制动单元和制动电阻。

  • 如果需要降低噪音,可用选择水冷型变频器;

    如果需要制动,需选配制动斩波器以及制动电阻。或可用选择四象限产品,可以向电网回馈能量,节省电能 ;

  • 如果现场仅有直流电源的话,可以选择单纯的逆变产品(使用直流电源)用以驱动电动机。

  • 变频器选型的最终依据,是变频器的电流曲线包罗机械负载的电流曲线。

这里罗列了一些选择变频器时,我们需要关注的实际问题。

1. 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。

2. 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法。

3. 变频器与负载的匹配问题;

  • 电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

  • 电流匹配;普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定变频器电流和过载能力。

  • 转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

4. 在使用变频器驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型,其容量要稍大于普通电机的选型。

5. 变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不足,所以在这样情况下,变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

6. 对于一些特殊的应用场合,如高温,高海拔,此时会引起变频器的降容,变频器容量要放大一挡。

对一些电机运动控制系统要求严格的场合,需要准确检测变频器的选配效果如何,直接方法就是通过电机测试系统进行测试。但要想完成变频器与电机系统的整体测试,对电机测试系统也就提出了更高的要求,比如高带宽、高精度的电参数测量,多通道同步测试等。

责任编辑:电气自动化网

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