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--熱烈祝賀我會聯辦的科普活動被中國科協評為--優秀科普活動
12月21日，中國科學技術協會辦公廳印發《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》（科協辦函普字【2020】158號），江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動，被評為優秀科普活動。
普通電機與變頻電機的區別有哪些？ 普通電機不能當變頻電機使用？
時間：2020/8/27 10:59:38 瀏覽次數：2099
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變頻電機是可以根據工作需要，通過改變電機的頻率來達到所要的轉速要求，可進行轉速的調節；而普通電機轉速固定無法調節，如果強制變頻調節會對電機造成不同程度的損傷甚至燒毀。普通電動機是按恒頻恒壓設計的，不可能完全適應變頻器調速的要求，因此不能當做變頻電機使用。
變頻電機與普通電機相比，從外形上看，沒有太大的區別，但兩者從性能和使用方面有較大的差異。變頻電機由變頻電源或變頻器供電，電機的轉速可變化，有恒轉矩和恒功率變頻電機，而普通電機則是由工頻電源供電，其額定轉速是相對固定的。
電動機的性能與變頻器的特性密切相關。電動機應由適合的變頻器供電，并在同一個載波頻率下進行試驗。原則上規定，應使用與被試電動機實際運用配套使用的變頻器提供試驗電源，否則應考慮試驗結果與現場運行時性能數據的差異性。
變頻電機的特點
電磁設計
1）盡可能的減小定子和轉子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增大。
2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。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，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調速范圍內阻抗匹配的合理性。
3）變頻電機的主磁路一般設計成不飽和狀態，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。
變頻控制原理
Eg=4.44f1N1kn1фm
控制公式
Eg --氣隙磁通在定子每相中的感應電動勢的有效值；
f1 --定子頻率；
N1 --定子每相繞組的串聯匝數；
kn1 --基波繞組系數；
Φm --每極氣隙磁通量；
結構設計
在結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、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，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。
2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。
3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。
4）防止軸電流措施，對容量超過160KW的電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱，也會產生軸電流，當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。
1 變頻器對電機的影響主要在電動機的效率和溫升
變頻器在運行中能產生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行，里面的高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉子銅耗、鐵耗及附加損耗增加，最為顯著的是轉子銅耗，這些損耗會使電動機額外發熱，效率降低，輸出功率減小，普通電動機溫升一般要增加10%——20%。
2 電動機的絕緣強度問題
變頻器載波頻率從幾千到十幾千赫，使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴重的考驗。
3 諧波電磁噪聲與震動
普通電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加復雜。變頻電源中含有的各次諧波與電動機電磁部分固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力，從而加大噪聲。由于電動機的工作頻率范圍寬，轉速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各結構件的固有振動頻率。
4 低轉速時的冷卻問題
當電源頻率較低時，電源中的高次諧波所引起的損耗較大；其次變通電機轉速降低時，冷卻風量與轉速的三次方成正比減小，致使電機熱量散發不出去，溫升急劇增加，難以實現恒轉矩輸出。
5 針對以上情況，變頻電機采用以下設計
1、盡可能減小定子和轉子電阻，降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增加。
2、主磁場不飽和設計，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時為了提高輸出轉矩可適當提高變頻器的輸出電壓。
3、結構設計，主要是絕緣等級提高；對電動機的振動、噪聲問題充分考慮；冷卻方式采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動方式，強冷風扇的作用就是為了保證電機在低轉速下的冷卻。
4、變頻電機的線圈分布電容小一點，矽鋼片的電阻大些，這樣高頻脈沖對電機的影響就小了，電機的電感濾波效果要好些。
5、普通電機即工頻電機只需要考慮啟動過程和工頻一個點的工作情況，然后設計電機；而變頻電機需要考慮啟動過程和變頻范圍內的所有點工作情況，然后設計電機。
6、為了適應變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電含有大量諧波，專門制作的變頻電機，其作用實際上可理解為電抗器加普通電機。
如何區分普通電機和變頻電機？
一.普通電機和變頻電機結構上的區別
1.絕緣等級要求更高
一般變頻電機的絕緣等級為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。
變頻電機由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，變頻電機槽絕緣、電磁線都有特殊要求，以提高高頻沖擊波的耐受能力。
2.變頻電機的振動、噪聲要求更高
變頻電機要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。
3.變頻電機冷卻方式不同
變頻電機一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。
普通電機風扇隨電機轉子同時轉動，而變頻電機中是靠另外的軸流風機散熱，分機的轉速是固定的，能保證電機低速運行時的散熱需求。因而，普通風機被變頻使用且低速運行時，可能會因過熱而燒掉。
4.保護措施要求不同
對容量超過160KW變頻電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱，也會產生軸電流，當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。對恒功率變頻電動機，當轉速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。
變頻電機可在其調速范圍內任意調速，且電機不會損壞，而一般工頻電機只能在額定電壓和額定頻率條件下運行。部分電機廠家設計了調節范圍較小的寬頻普通電機，能保證小范圍的變頻使用，但范圍不能太大，否則電機會因發熱甚至燒毀。
5.散熱系統不同
變頻電機散熱風扇采用獨立電源供電，保證持續的散熱能力。
二.普通電機和變頻電機設計上的區別
1.電磁設計
對普通異步電動機來說，在設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由于臨界轉差率反比于電源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟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適應能力。
2.結構設計
在結構設計時，主要也是要考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響。
如果將工頻電機變頻使用的話這就是其中一個很嚴重的問題，在電機低頻運行的時候電機轉速很低，而這個時候電機本身的發熱量是最大的時候，如果是工頻電機的話通風風量反而變得比較小，這會造成風機散熱不夠引起電機過熱。
變頻器為何能節能？
變頻器節能主要表現在風機、水泵的應用上。為了保證生產的可靠性，各種生產機械在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風機的轉速即可滿足要求。
綜觀工業應用中所有電機能耗，大約有70%的電機都是應用于風機和泵類負載，該類負載的節能減排，所帶來的好處顯而易見：巨大的經濟效益和可持續發展社會效應。恰恰基于以上目的，交流電機變頻調速應用極其廣泛。比如說變頻空調，當空調設置的溫度降低時，只需要控制電動機的轉速降低，減少輸出的驅動功率即可。
除了節能、便于推廣應用，變頻調速異步電動機具有軟啟動優勢，不必考核啟動性能，唯一需要解決的關鍵問題就是：必須加強改善電動機對非正弦波電源的適應能力。
