La principal diferència entre el motor alimentat per una font d'alimentació de conversió de freqüència i el motor alimentat per ona sinusoidal de freqüència elèctrica és que, d'una banda, funciona en un ampli rang de freqüències, des de baixa freqüència fins a alta freqüència, i, d'altra banda, la forma d'ona de potència no és sinusoidal. Mitjançant l'anàlisi en sèrie de Fourier de la forma d'ona de tensió, la forma d'ona de la font d'alimentació conté més de 2N harmònics a més del component d'ona fonamental (ona de control) (el nombre d'ones de modulació contingudes a cada meitat de l'ona de control és N). Quan el convertidor de CA SPWM emet potència i l'aplica al motor, la forma d'ona de corrent al motor apareixerà com una ona sinusoidal amb harmònics superposats. El corrent harmònic generarà un component de flux magnètic pulsant al circuit magnètic del motor asíncron, i el component de flux magnètic pulsant se superposa al flux magnètic principal, de manera que el flux magnètic principal conté un component de flux magnètic pulsant. El component de flux magnètic pulsant també fa que el circuit magnètic tendeixi a saturar-se, cosa que té els següents efectes sobre el funcionament del motor:
1. Es genera un flux magnètic pulsant
Les pèrdues augmenten i l'eficiència disminueix. Com que la sortida de la font d'alimentació de freqüència variable conté un gran nombre d'harmònics d'ordre alt, aquests harmònics produiran el consum corresponent de coure i ferro, cosa que reduirà l'eficiència operativa. Fins i tot la tecnologia d'amplada de pols sinusoidal SPWM, que s'utilitza àmpliament actualment, només inhibeix els harmònics baixos i redueix el parell pulsant del motor, ampliant així el rang de funcionament estable del motor a baixa velocitat. I els harmònics més alts no només no van disminuir, sinó que van augmentar. En general, en comparació amb la font d'alimentació sinusoidal de freqüència industrial, l'eficiència es redueix entre un 1% i un 3% i el factor de potència es redueix entre un 4% i un 10%, de manera que la pèrdua harmònica del motor sota la font d'alimentació de conversió de freqüència és un gran problema.
b) Generar vibracions i soroll electromagnètics. A causa de l'existència d'una sèrie d'harmònics d'ordre superior, també es generaran vibracions i soroll electromagnètics. Com reduir la vibració i el soroll ja és un problema per als motors alimentats per ona sinusoidal. Per al motor alimentat per l'inversor, el problema es complica més a causa de la naturalesa no sinusoidal de la font d'alimentació.
c) El parell pulsant de baixa freqüència es produeix a baixa velocitat. La força magnetomotriu harmònica i la síntesi de corrent harmònic del rotor, que resulta en un parell electromagnètic harmònic constant i un parell electromagnètic harmònic altern, faran que el parell electromagnètic harmònic altern faci pulsacions al motor, cosa que afectarà el funcionament estable a baixa velocitat. Fins i tot si s'utilitza el mode de modulació SPWM, en comparació amb la font d'alimentació sinusoidal de freqüència industrial, encara hi haurà un cert grau d'harmònics de baix ordre, que produiran un parell pulsant a baixa velocitat i afectaran el funcionament estable del motor a baixa velocitat.
2. Generar voltatge d'impuls i voltatge axial (corrent) a l'aïllament
a) Es produeix una sobretensió. Quan el motor està en funcionament, la tensió aplicada sovint se superposa a la sobretensió generada quan es commuten els components del dispositiu de conversió de freqüència, i de vegades la sobretensió és alta, cosa que provoca descàrregues elèctriques repetides a la bobina i danys a l'aïllament.
b) Generar voltatge axial i corrent axial. La generació de voltatge a l'eix es deu principalment a l'existència d'un desequilibri del circuit magnètic i al fenomen d'inducció electrostàtica, que no és greu en els motors ordinaris, però és més prominent en els motors alimentats per una font d'alimentació de freqüència variable. Si el voltatge a l'eix és massa alt, l'estat de lubricació de la pel·lícula d'oli entre l'eix i el coixinet es veurà danyat i la vida útil del coixinet s'escurçarà.
c) La dissipació de calor afecta l'efecte de dissipació de calor quan funciona a baixa velocitat. A causa de l'ampli rang de regulació de velocitat del motor de freqüència variable, sovint funciona a baixa velocitat i baixa freqüència. En aquest moment, com que la velocitat és molt baixa, l'aire de refrigeració proporcionat pel mètode de refrigeració amb autoventilador utilitzat pel motor ordinari és insuficient i l'efecte de dissipació de calor es redueix, i s'ha d'utilitzar una refrigeració per ventilador independent.
La influència mecànica és propensa a la ressonància; en general, qualsevol dispositiu mecànic produirà un fenomen de ressonància. Tanmateix, el motor que funciona a una freqüència i velocitat de potència constants ha d'evitar la ressonància amb la freqüència natural mecànica de la resposta de freqüència elèctrica de 50 Hz. Quan el motor funciona amb conversió de freqüència, la freqüència de funcionament té un ampli rang i cada component té la seva pròpia freqüència natural, cosa que facilita la seva ressonància a una freqüència determinada.
Data de publicació: 25 de febrer de 2025