A principal diferenza entre o motor alimentado por unha fonte de alimentación de conversión de frecuencia e o motor alimentado por onda sinusoidal de frecuencia industrial é que, por unha banda, funciona nun amplo rango de frecuencias, desde baixa frecuencia ata alta frecuencia, e, por outra banda, a forma de onda de potencia non é sinusoidal. Mediante a análise en serie de Fourier da forma de onda de tensión, a forma de onda da fonte de alimentación contén máis de 2N harmónicos ademais do compoñente de onda fundamental (onda de control) (o número de ondas de modulación contidas en cada metade da onda de control é N). Cando o conversor de CA SPWM emite potencia e a aplica ao motor, a forma de onda de corrente no motor aparecerá como unha onda sinusoidal con harmónicos superpostos. A corrente harmónica xerará un compoñente de fluxo magnético pulsante no circuíto magnético do motor asíncrono, e o compoñente de fluxo magnético pulsante superpóñese ao fluxo magnético principal, de xeito que o fluxo magnético principal contén un compoñente de fluxo magnético pulsante. O compoñente de fluxo magnético pulsante tamén fai que o circuíto magnético tenda a saturarse, o que ten os seguintes efectos no funcionamento do motor:
1. Xérase un fluxo magnético pulsante
As perdas aumentan e a eficiencia diminúe. Debido a que a saída da fonte de alimentación de frecuencia variable contén un gran número de harmónicos de orde alta, estes harmónicos producirán o consumo correspondente de cobre e ferro, o que reducirá a eficiencia operativa. Mesmo a tecnoloxía de ancho de pulso sinusoidal SPWM, que se usa amplamente na actualidade, só inhibe os harmónicos baixos e reduce o par pulsante do motor, ampliando así o rango de funcionamento estable do motor a baixa velocidade. E os harmónicos máis altos non só non diminuíron, senón que aumentaron. En xeral, en comparación coa fonte de alimentación sinusoidal de frecuencia industrial, a eficiencia redúcese entre un 1 % e un 3 % e o factor de potencia redúcese entre un 4 % e un 10 %, polo que a perda harmónica do motor baixo a fonte de alimentación de conversión de frecuencia é un gran problema.
b) Xerar vibracións e ruído electromagnéticos. Debido á existencia dunha serie de harmónicos de orde superior, tamén se xerarán vibracións e ruído electromagnéticos. Como reducir as vibracións e o ruído xa é un problema para os motores alimentados por onda sinusoidal. Para o motor alimentado polo inversor, o problema complícase debido á natureza non sinusoidal da fonte de alimentación.
c) O par pulsante de baixa frecuencia prodúcese a baixa velocidade. A forza magnetomotriz harmónica e a síntese de corrente harmónica do rotor, que resulta nun par electromagnético harmónico constante e nun par electromagnético harmónico alterno, o par electromagnético harmónico alterno fará que o motor pulse, o que afectará o funcionamento estable a baixa velocidade. Mesmo se se usa o modo de modulación SPWM, en comparación coa fonte de alimentación sinusoidal de frecuencia industrial, aínda haberá un certo grao de harmónicos de baixa orde, o que producirá un par pulsante a baixa velocidade e afectará o funcionamento estable do motor a baixa velocidade.
2. Xerar tensión de impulso e tensión axial (corrente) para o illamento
a) Prodúcese unha sobretensión. Cando o motor está en marcha, a tensión aplicada adoita superpoñerse á sobretensión xerada cando se conmutan os compoñentes do dispositivo de conversión de frecuencia e, ás veces, a sobretensión é alta, o que provoca descargas eléctricas repetidas na bobina e danos no illamento.
b) Xerar tensión axial e corrente axial. A xeración de tensión no eixe débese principalmente á existencia dun desequilibrio no circuíto magnético e ao fenómeno da indución electrostática, que non é grave nos motores ordinarios, pero é máis prominente nos motores alimentados por unha fonte de alimentación de frecuencia variable. Se a tensión no eixe é demasiado alta, o estado de lubricación da película de aceite entre o eixe e o rodamento danarase e a vida útil do rodamento acurtarase.
c) A disipación da calor afecta o efecto de disipación da calor cando funciona a baixa velocidade. Debido ao amplo rango de regulación de velocidade do motor de frecuencia variable, a miúdo funciona a baixa velocidade e baixa frecuencia. Neste momento, debido a que a velocidade é moi baixa, o aire de refrixeración proporcionado polo método de refrixeración por autoventilador utilizado polo motor ordinario é insuficiente e o efecto de disipación da calor redúcese, polo que se debe usar unha refrixeración por ventilador independente.
A influencia mecánica é propensa á resonancia; en xeral, calquera dispositivo mecánico producirá un fenómeno de resonancia. Non obstante, o motor que funciona a unha frecuencia e velocidade de potencia constantes debe evitar a resonancia coa frecuencia natural mecánica da resposta de frecuencia eléctrica de 50 Hz. Cando o motor funciona con conversión de frecuencia, a frecuencia de funcionamento ten un amplo rango e cada compoñente ten a súa propia frecuencia natural, o que facilita a súa resonancia a unha determinada frecuencia.
Data de publicación: 25 de febreiro de 2025