變頻電機與普通電機的區别

更新時間：2016-05-07

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變頻電機是可以根據工作需要，通過改變(biàn)電機的的頻率來達(dá)到所要的轉速要求，
當(dāng)然還增加瞭(le)強冷風扇，用來保證電機在低轉速下的冷卻。
變頻電機的特點
1、電磁設計
對普通異步電(diàn)動機來說，再設計時主要考慮的性能參(cān)數是過載能力、啓動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由於臨界轉差率反比於(yú)電(diàn)源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啓動(dòng)，因此，過載能力和啓動(dòng)性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電(diàn)動(dòng)機對非正弦波電(diàn)源的适應能力。方式一般如下：
1）盡可能的減小定子和轉子電阻
減小定子電(diàn)阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波引起的銅耗增。
2）爲抑制電(diàn)流中的高次諧波，需适當(dāng)增加電(diàn)動機的電(diàn)感。但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電(diàn)動機漏抗的大小要兼顧到整個調(diào)速範圍内阻抗匹配的合理性。 ;
3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽(bǎo)和狀态，一是考慮高次諧波會加深磁路飽(bǎo)和，二是考慮在低頻時，爲瞭(le)提高輸出轉矩而适當提高變頻器的輸出電壓。

2、結構設計
再結構設計時，主要也是考慮非正弦電(diàn)源特性對(duì)變頻電機的絕緣結構(gòu)、振動(dòng)、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：
1）絕緣等級，一般爲F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特别要考慮絕緣耐沖(chōng)擊電(diàn)壓的能力。
2）對電(diàn)機的振動(dòng)、噪聲問題，要充分考慮電(diàn)動(dòng)機構件及整體的剛性，盡(jǐn)力提高其固有頻率，以避開與各次力波産(chǎn)生共振現象。
3）冷卻方式：一般採(cǎi)用強迫通風冷卻，即主電(diàn)機散熱風扇採(cǎi)用獨立的電機驅動。
4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應採(cǎi)用軸承絕緣措施。主要是易産(chǎn)生磁路不對稱，也會産(chǎn)生軸電流，當其他高頻分量所産(chǎn)生的電流結合一起作用時，軸電流将大爲增加，從而導緻軸承損壞，所以一般要採(cǎi)取絕緣措施。
5）對恒功率變頻電動機，當(dāng)轉速超過3000/min時，應採(cǎi)用耐高溫的特殊潤滑脂，以補(bǔ)償(cháng)軸承的溫度升高。

3、另外還有
1、從工頻的角度看，變(biàn)頻電(diàn)機是劣質電(diàn)機，普通電(diàn)機才是好電(diàn)機；
2、由於變頻器輸出的PWM調(diào)寬波模拟正弦交流電(diàn)，含有大量諧波，一般需要經過電抗器濾波後才能進入普通電(diàn)機，否則普通電(diàn)機會發(fā)熱；
3、爲瞭适應變頻器輸出的PWM調寬波模拟正弦交流電(diàn)含有大量諧波，專門制作的變(biàn)頻電(diàn)機，其作用實際上可理解爲電抗器加普通電機；
4 那就是說，同功率的變(biàn)頻電(diàn)機比普通電(diàn)機鐵心截面要大，線圈匝數要多，線徑要大，絕緣要高，專門的冷卻風扇電(diàn)機；
5、爲瞭(le)适應弱磁調(diào)速的需要，考慮瞭(le)軸承的承受能力及高速轉子動平衡；
6、這種變頻電機不具備(bèi)更好的轉矩特性，隻是克服瞭(le)普通電機不适應PWM調寬波模拟正弦交流電的需要；
7、如果變(biàn)頻電機不具備(bèi)上述特點和要求，那就是假的變(biàn)頻電機。

變(biàn)頻電(diàn)機與普通電(diàn)機的區别有哪些？

變(biàn)頻電機可在其調速範圍内可任意調速，而電機不會損壞，一般國産(chǎn)的普通電機大部分隻能在AC380V/50HZ的條件下運行，普通電(diàn)機能降頻或升頻使用，但範圍不能太大，否則電(diàn)機會發(fā)熱甚至燒壞。

普通風(fēng)機内散熱風(fēng)扇跟風(fēng)機機芯用同一條線，而變(biàn)頻風(fēng)機中這兩個是分開的。所以普通風(fēng)機變(biàn)頻過低時，可能會因過熱而燒掉。

變(biàn)頻電機由於(yú)要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變(biàn)頻器來驅動的，但在實際中爲瞭(le)節約資金，在很多需要調速的場合都用普通電機代替變(biàn)頻電機，但普通電機的調速精度不高，在風機、水泵的節(jié)能改造中經(jīng)常這樣做。在用普通電(diàn)機代替變(biàn)頻電(diàn)機時變(biàn)頻器的載波頻率盡量低一點(diǎn)，以減少高頻對電(diàn)機的絕緣損壞。

變頻調速電機

變頻調速電機簡稱變頻電機，是變頻器驅動的電動機的統稱。

1簡介

變頻調速電機簡稱變頻電機，是變頻器驅動的電動機的統稱。實際上爲變頻器設計的電機爲變頻電機，電機可以在變頻器的驅動下實現不同的轉速與扭矩，以适應負載的需求變化。變頻電動機由傳統的鼠籠式電動機發展而來，把傳統的電機風機改爲獨立出來的風機，並(bìng)且提高瞭(le)電機繞組的絕緣性能。在要求不高的場(chǎng)合如小功率和頻率在額定工作頻率工作情況下，可以用普通鼠籠電(diàn)動機代替。

主要參數

品牌：ABB
　　産(chǎn)品類型：三相異步電(diàn)動機
　　型号：QABP 4KW-4P
　　極數：4極
　　額定功率：4KW
　　額(é)定電(diàn)壓：380/415/440（V）
　　額(é)定轉(zhuǎn)速：1450（rpm）
　　産品認證：CE
　　應用範(fàn)圍：機械設備(bèi)行業均可

技術特點

效率高

達(dá)到歐洲CEMEP-EU效率等級電(diàn)機标準二級值，符合中華人民共和國國家标準GB18613-2002中小型三相異步電(diàn)動機能效限定值。

雙頻寬電壓

電(diàn)壓範(fàn)圍220V~690V，适用50Hz和60Hz電(diàn)源。

噪聲低

通過優化電(diàn)磁設計、通風狀況、結構尺寸等技術，M2JA系列電(diàn)動(dòng)機的噪聲較低。

軸承負載能力高

電(diàn)動機選用深溝球軸承，壽命長(zhǎng)，80-132中心高電(diàn)動機爲*型潤滑，160-355設有加油裝置。

可靠性好

電動機爲全封閉風冷結構，防護等級IP55，材料及工藝符合環境要求。電動機機械強度高，堅固耐用，防鏽防腐性強。繞組可靠性好，採(cǎi)用F級絕緣結構，B級考核。並(bìng)可根據用戶需要增加PTC熱敏電阻或熱敏開關。
　　本系列電機功率從(cóng)0.25KW-315KW，機座中心高從(cóng)71mm-355mm。可廣泛應用於(yú)輕工，紡織，化工，冶金，機床等需要調速轉動裝置的行業中，是一種理想的調速動力源。

2特殊設計

電磁設計

對於(yú)變(biàn)頻電動機，由於(yú)臨界轉差率反比於(yú)電源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啓動，因此，過載能力和啓動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的适應能力。方式一般如下：

1）盡可能的減(jiǎn)小定子和轉子電(diàn)阻。

減小定子電(diàn)阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波引起的銅耗增

2）爲抑制電(diàn)流中的高次諧波，需适當(dāng)增加電(diàn)動機的電(diàn)感。但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電(diàn)動機漏抗的大小要兼顧到整個調速範圍内阻抗匹配的合理性。

3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽(bǎo)和狀态，一是考慮高次諧波會加深磁路飽(bǎo)和，二是考慮在低頻時，爲瞭(le)提高輸出轉矩而适當提高變頻器的輸出電壓。

結構設計

在結構設計時，主要也是考慮非正弦電(diàn)源特性對變(biàn)頻電(diàn)機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：

1）絕緣等級，一般爲F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特别要考慮絕緣耐沖(chōng)擊電(diàn)壓的能力。

2）對電(diàn)機的振動、噪聲問題，要充分考慮電(diàn)動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波産(chǎn)生共振現象。

3）冷卻方式：一般採(cǎi)用強迫通風冷卻，即主電(diàn)機散熱風扇採(cǎi)用獨立的電機驅動。

4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應採(cǎi)用軸承絕緣措施。主要是易産(chǎn)生磁路不對稱，也會産(chǎn)生軸電流，當其他高頻分量所産(chǎn)生的電流結合一起作用時，軸電流将大爲增加，從而導緻軸承損壞，所以一般要採(cǎi)取絕緣措施。

5）對恒功率變(biàn)頻電動機，當轉速超過3000/min時，應採(cǎi)用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。

3原理

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用将工頻電源變(biàn)換爲另一頻率的電能控制裝置。21世紀初期，使用的變(biàn)頻器主要採(cǎi)用交—直—交方式（VVVF變(biàn)頻或矢量控制變(biàn)頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變(biàn)頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變(biàn)和控制4個部分組成。整流部分爲三相橋式不可控整流器，逆變(biàn)部分爲IGBT三相橋式逆變(biàn)器，且輸出爲PWM波形，中間直流環節爲濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

4特點

B級溫升設計，F級(jí)絕緣制造。採(cǎi)用高分子絕緣材料及真空壓力浸漆制造工藝以及採(cǎi)用特殊的絕緣結構，使電氣繞組採(cǎi)用絕緣耐壓及機械強度有很大提高，足以勝任馬達之高速運轉及抵抗變頻器高頻電流沖擊以及電壓對絕緣之破壞。平衡質量高，震動等級爲R級（降振級）機械零部件加工精度高，並(bìng)採(cǎi)用高精度進口軸承，可以高速運轉。強制通風散熱系統，全部採(cǎi)用進口軸流風機*、高壽命，強勁風力。保障馬達在任何轉速下，得到有效散熱，可實現高速或低速長期運行。經AMCAD軟件設計的YP系列電機，與傳統變頻電機相比較，具備更寬廣的調速範圍和更高的設計質量，經特殊的磁場設計，進一步抑制高次諧波磁場，以滿足寬頻、節能和低噪音的設計指标。具有寬範圍恒轉矩與功率調速特性，調速平穩，無轉矩脈動。與各類變頻器均具有良好的參數匹配，配合矢量控制，可實現零轉速全轉矩、低頻大力矩與高精度轉速控制、位置控制及快速動态響應控制。YP系列變頻電機可配制刹車器，編碼器供貨，這樣即可獲得停車，和通過轉速閉環控制實現高精度速度控制。採(cǎi)用“微電機+變頻電機+編碼器+變頻器”實現超低速無級調速的控制。YP系列變頻電機通用性好，其安裝尺寸符合IEC标準，與一般标準型電機具備可互換性。

5優點

1、具備有啓動功能

2、採(cǎi)用電磁設計，減少瞭(le)定子和轉子的阻值

3、适應不同工況(kuàng)條件下的頻繁變(biàn)速

4、在一定程度上節能

6區别

普通電機是根據市電的頻率和相應的功率設計的，隻有在額定的情況下才能穩定運行。變(biàn)頻電機就不同瞭(le)，變(biàn)頻電機要克服低頻時的過熱與振動，所以變(biàn)頻電機在設計上要比普通電機性能要好一點。

7試驗

變頻電機試驗一般需要採(cǎi)用變頻器供電，由於(yú)變頻器輸出頻率具有較寬的變(biàn)化範圍，且輸出的PWM波含有豐富的諧波，傳(chuán)統的互感器及功率計已經不能滿足試驗的測量需要，而一般的霍爾電壓、電流傳感器不對直接影響功率準確(què)度測量的角差指标進行控制和标稱，應該採(cǎi)用有明確(què)比差和角差指标的變頻功率分析儀及變頻功率傳感器等作爲主電(diàn)量測(cè)量儀器。

變(biàn)頻電機試驗台及測(cè)量儀器儀表(10張)

8應用

21世紀，變頻調速已經成爲主流的調速方案，可廣泛應用於(yú)各行各業無級變(biàn)速傳動。

特别是随著(zhe)變頻器在工業控制領域内日益廣泛的應用，變頻電機的使用也日益廣泛起來，可以這樣說由於(yú)變頻電機在變頻控制方面較普通電機的*性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機的身影。

普通三相異步電(diàn)動機與變(biàn)頻電(diàn)動機的區别

普通的三相異步電(diàn)動機可以用變(biàn)頻器驅動嗎？

普通的三相異步電(diàn)動機與變(biàn)頻調速的三相異電(diàn)動機有何區别？

普通異步電(diàn)機與變(biàn)頻電(diàn)機的區别——普通異步電(diàn)動(dòng)機都是按恒頻恒壓設計的，不可能完

全适應變(biàn)頻調(diào)速的要求。

以下爲變(biàn)頻器對電(diàn)機的影響：

1、電(diàn)動(dòng)機的效率和溫升的問題

不論那種形式的變(biàn)頻器，在運行中均産(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正

弦電(diàn)壓、電(diàn)流下運行。據資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變(biàn)頻器爲例，其低次諧波基本爲零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量爲：2u+1（u爲調制比）。

高次諧波會引起電(diàn)動(dòng)機定子銅耗、轉子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，zui爲顯著

的是轉子銅（鋁）耗。因爲異步電動機是以接近於(yú)基波頻率所對應的同步轉速旋轉的，因此，高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條後，便會産生很大的轉子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應所産生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發熱，效率降低，輸出功率減小，如将普通三相異步電動機運行於(yú)變(biàn)頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。

2、電動機絕緣強度問題

目前中小型變(biàn)頻器，不少是採(cǎi)用PWM的控制方式。他的載波頻(pín)率約爲幾(jǐ)千到十幾(jǐ)千赫，

這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當於(yú)對電動機施加陡度很大的沖(chōng)擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較爲嚴酷的考驗。另外，由PWM變(biàn)頻器産(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構成威脅，對地絕緣在高壓的反複沖擊下會加速老化。

3、諧波電磁噪聲與震動

普通異步電動機採(cǎi)用變(biàn)頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪

聲變(biàn)的更加複雜。變(biàn)頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互幹涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一緻或接近時，将産生共振現象，從而加大噪聲。由於(yú)電動機工作頻率範圍寬，轉速變(biàn)化範圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構件的固有震動頻率。

4、電(diàn)動(dòng)機對頻繁啓動(dòng)、制動(dòng)的适應能力

由於(yú)採(cǎi)用變頻器供電後，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啓動，

並(bìng)可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，爲實現頻繁啓動和制動創造瞭(le)條件，因而電動機的機械系統和電磁系統處於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、低轉速時的冷卻問題

首先，異步電(diàn)動機的阻抗不盡理想，當(dāng)電(diàn)源頻率較底時，電(diàn)源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，普通異步電(diàn)動機在轉速降低時，冷卻風(fēng)量與轉速的三次方成比例減小，緻使電(diàn)動(dòng)機的低速冷卻狀況變(biàn)壞，溫升急劇增加，難以實現恒轉矩輸出。

6、電磁設計

對普通異步電(diàn)動機來說，在設計時主要考慮的性能參(cān)數是過載能力、啓動性能、效率和

功率因數。而變(biàn)頻電動機，由於(yú)臨界轉差率反比於(yú)電源頻率，可以在臨界轉差率接近1

時直接啓動(dòng)，因此，過載能力和啓動(dòng)性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電(diàn)動(dòng)機對非正弦波電(diàn)源的适應能力。方式一般如下：

1）盡可能的減小定子和轉子電(diàn)阻。減小定子電(diàn)阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波

引起的銅耗增加。

3）變(biàn)頻電動機的主磁路一般設計成不飽(bǎo)和狀态，一是考慮高次諧波會加深磁路飽(bǎo)和，二是考慮在低頻時，爲瞭(le)提高輸出轉矩而适當提高變(biàn)頻器的輸出電壓。

7、結構設計

在結構設計時，主要也是考慮非正弦電(diàn)源特性對變(biàn)頻電(diàn)機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻

方式等方面的影響，一般注意以下問(wèn)題(tí)：

1）絕緣等級，一般爲F級或更高，加強對(duì)地絕緣和線匝絕緣強度，特别要考慮絕緣耐沖(chōng)擊電壓的能力。

2）對電(diàn)機的振動(dòng)、噪聲問題，要充分考慮電(diàn)動(dòng)機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開(kāi)與各次力波産(chǎn)生共振現象。

3）冷卻方式：一般採(cǎi)用強迫通風冷卻，即主電(diàn)機散熱風扇採(cǎi)用獨立的電(diàn)機驅動。

5）對恒功率變(biàn)頻電動機，當轉速超過3000/min時，應採(cǎi)用耐高溫的特殊潤滑脂，以補

償軸承的溫度升高。

8、變頻電機可在0.1HZ ~ 130HZ範圍内長期運行。

9、普通電機能長期運行的變頻範圍：

2極電機能在20 ~ 65hz 頻(pín)率範圍内長期運行，工頻狀态下其同步轉速爲3000r/min；

4極電機能在25 ~ 75hz 頻率範圍内長期運行，工頻狀态下其同步轉速爲1500r/min；

6極電機能在30 ~ 85hz 頻(pín)率範圍内長期運行，工頻狀态下其同步轉速爲1000r/min；

8極電機能在35 ~ 100hz 頻率範圍内長期運行，工頻狀态下其同步轉速爲750r/min 。

1）計算方法：當(dāng)電(diàn)機轉差率S＝0時，其轉速n的計算 n＝P(60f)(1－S) ＝P(60f)

P—電(diàn)機極對(duì)數(4極電(diàn)機P＝2)；S—電(diàn)機轉差率(理想狀态爲0)；f—工頻電(diàn)源頻率(50Hz)

2極電機理想狀态下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝1(60×50)＝3000r/min

4極電機理想狀态下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝2(60×50)＝1500r/min

6極電機理想狀态下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝3(60×50)＝1000r/min

8極電機理想狀态下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝4(60×50)＝750r/min

鑒於上述情況，當電機處於頻率、轉速很低、功率較大的工況時，不能将普通三相異步電(diàn)動機用變(biàn)頻器驅動。而普通三相異步電動機僅在上述變頻範圍内，才能用變頻器驅動。

2）普通的三相異步電(diàn)動機與變(biàn)頻調速的三相異步電(diàn)動機區别1：

在設計上會有些區别，變(biàn)頻電(diàn)機因爲考慮到諧波和波形畸變(biàn)的影響，在絕緣和散熱等問題上有更嚴格的要求。但是普通三相異步電動機在上述變頻範圍内，也可以用變頻器驅動，注意散熱就可以瞭，這已很常用瞭，不要在低頻10Hz以下工作。

3）普通的三相異步電(diàn)動機與變(biàn)頻調速的三相異步電(diàn)動機區别2：

在結構及選材上都有些區别，主要是爲瞭(le)考慮散熱及高/低頻轉矩等問題，一般變(biàn)頻電機的風機都是獨立供電的，不與轉子使用同一根軸。變(biàn)頻電機的頻率範圍更寬，有的可以達到180HZ以上。普通電(diàn)機隻能在50HZ内調速，另外，普通電(diàn)機散熱不如變(biàn)頻電(diàn)機好。變(biàn)頻電(diàn)機可在低頻1.5HZ左右工作，普通電機在低頻10Hz以上工作。