目前很多中小型
三相變頻器都是采用PWM控制。它的載頻在幾千到十千赫左右,使電機定子繞組承受較高的電壓上升率,相當于給電機施加陡峭的沖擊電壓,使電機匝間絕緣承受嚴峻的考驗。

本文將從電機效率和溫升、電機絕緣強度、諧波電磁噪聲和振動、電機對頻繁啟動和制動的適應性以及低速冷卻五個方面討論變頻器on電機的影響。
1.電機的效率和溫升。
無論是變頻器,哪種形式,在運行中都會產生不同程度的諧波電壓和電流,使電機在非正弦電壓和電流下運行。盡管引入了數據,但以目前廣泛使用的正弦波PWM類型變頻器,其低次諧波基本為零,剩余約為載波頻率兩倍大的高次諧波分量為2u+1(u為調制指數)。高次諧波會引起定子銅損耗、轉子銅(鋁)損耗、鐵損耗和附加損耗的增加,其中最顯著的是轉子銅(鋁)損耗。由于異步電機以接近基頻的同步速度旋轉,高次諧波電壓以較大的轉差率切割轉子線棒,會產生較大的轉子損耗。此外,還應考慮皮膚效應引起的額外銅消耗。這些損耗會使電機產生額外的熱量,降低效率,降低輸出功率。比如普通三相異步電動機在變頻器輸出的非正弦電源下運行,其溫升一般會增加10%-20%。
2.電機絕緣強度。
目前很多中小型變頻器都是采用PWM控制。它的載頻在幾千到十千赫左右,使電機定子繞組承受較高的電壓上升率,相當于給電機施加陡峭的沖擊電壓,使電機匝間絕緣承受嚴峻的考驗。此外,PWM變頻器產生的矩形斬波脈沖電壓疊加在電機工作電壓上,會對電機對地絕緣造成威脅,對地絕緣在高壓反復沖擊下會加速老化。
3.諧波電磁噪聲和振動。
普通異步電機采用變頻器,電磁、機械、通風等因素引起的振動和噪聲會變得更加復雜。變頻電源中包含的每次諧波都會干擾電機電磁部分固有的空間諧波,形成各種電磁激振力。當電磁波的頻率與電機本體的固有振動頻率一致或接近時,就會發生共振,從而增加噪聲。由于電機工作頻率范圍寬,轉速范圍寬,很難避免電機各部件的固有振動頻率。
4.電機對頻繁啟動和制動的適應性。
由于變頻器用于供電,電機可以在非沖擊電流模式下以極低的頻率和電壓啟動,并且變頻器提供的各種制動模式可用于快速制動,為頻繁啟動和制動創造了條件。因此,電機的機械系統和電磁系統處于循環交變力的作用下,給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。
5.低速冷卻問題。
首先,異步電動機的阻抗不理想。當電源頻率較低時,電源中高次諧波造成的損耗較大。其次,當普通異步電機轉速再次下降時,冷卻風量與轉速的三次方成比例下降,導致電機低速冷卻狀況惡化,溫升急劇增加,難以實現恒轉矩輸出。