变频电动机 变频电机VS普通电机，电工老师傅告诉你两者的差别和特点！

电机是一种广泛使用的电动旋转设备。近年来，随着变频器节能降耗的发展，对电机本身的要求也逐渐提高，变频电机的使用也逐渐普及。那么变频电机有什么特点呢？

一、交流电机的定义:

交流电机是一种将交流的电能转化为机械能的机器。

二、交流电机的结构:

交流电机主要由产生磁场的电磁铁绕组或分布式定子绕组和旋转电枢或转子组成。电机是由通电的线圈在磁场中被迫旋转的现象构成的。交流电机由定子和转子组成，定子和转子使用相同的电源，因此定子和转子中电流的方向变化总是同步的，交流电机就是根据这个原理工作的。

三、变频电机的意义:

1.变频器。

无论何种形式的变频器，在运行中都会产生不同程度的谐波电压和电流，使电机在非正弦电压和电流下运行。以目前广泛使用的正弦波PWM变频器为例，其低次谐波基本为零，剩余约两倍于载波频率的高次谐波分量为2u+1(u为调制指数)。高次谐波会引起定子铜损耗、转子铜(铝)损耗、铁损和附加损耗的增加，其中最显著的是转子铜(铝)损耗。由于异步电动机以接近基频的同步速度旋转，高次谐波电压以较大的转差率切割转子条，会产生较大的转子损耗。此外，应考虑皮肤效应引起的额外铜消耗。这些损耗会使电机产生额外的热量，降低效率，降低输出功率。比如普通三相异步电动机在变频器输出的非正弦电源下运行，其温升一般会增加10%-20%。

2.电机绝缘强度。

目前很多中小型变频器都采用PWM控制方式。他的载波频率在几千到十千赫左右，使得电机定子绕组承受很高的电压上升率，相当于给电机施加一个很陡的脉冲电压，使得电机匝间绝缘承受严峻的考验。另外，PWM变频器产生的矩形斩波脉冲电压叠加在电机运行电压上，会对电机对地绝缘造成威胁，对地绝缘在高电压的反复冲击下会加速老化。

3.谐波电磁噪声和振动。用变频器给普通异步电动机供电时，电磁、机械、通风等因素引起的振动和噪声会变得更加复杂。

变频电源中包含的各种时间谐波干扰电机电磁部分的固有空间谐波，形成各种电磁激振力。当电磁波的频率与电机本体的固有振动频率一致或接近时，就会发生共振，从而增加噪声。由于电机工作频率范围宽，转速范围宽，很难避免电机各部件的固有振动频率。

4.电机对频繁启动和制动的适应性。

由于电机由变频器供电后，可以在很低的频率和电压下启动，没有冲击电流，并且变频器提供的各种制动模式可以用于快速制动，为频繁启动和制动创造了条件。因此，电机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5.低速冷却问题。

首先，异步电动机的阻抗不理想。当电源频率较低时，电源中高次谐波造成的损耗较大。其次，当普通异步电动机转速再次下降时，冷却风量按转速的三次幂成比例下降，导致电动机低速冷却状况恶化，温升急剧上升，难以实现恒转矩输出。

四、变频电机的特点:

1.电磁设计:对于普通异步电动机，重新设计时考虑的主要性能参数是过载能力、起动性能、效率和功率因数。由于临界滑差与电源频率成反比，当临界滑差接近1时，变频电机可以直接启动。因此，过载能力和起动性能不必过多考虑，但要解决的关键问题是如何提高电机对非正弦电源的适应性。

方法一般如下:

1)尽可能降低定子和转子电阻，降低定子电阻以降低基波铜耗，从而弥补高次谐波造成的铜耗增加

2)为了抑制电流中的高次谐波，需要适当增加电机的电感。但转子槽漏抗大，集肤效应也大，高次谐波铜耗也增加。因此，电机漏抗的大小应考虑整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3)交流变频电机主磁路一般设计为不饱和。一是认为高次谐波会加深磁路饱和；其次，认为在低频时，为了增加输出转矩，变频器的输出电压应适当增加。

2.结构设计:在结构设计中，主要考虑非正弦供电特性对变频电机绝缘结构、振动和噪声冷却方式的影响，一般注意以下问题:

1)绝缘等级，一般为f或更高，以加强对地绝缘和匝间绝缘强度，特别是考虑绝缘承受冲击电压的能力。

2)对于电机的振动和噪声，应充分考虑电机部件和整体的刚度，尽可能提高固有频率，避免与各个力波共振。

3)冷却方式:一般采用强制通风冷却，即主电机的冷却风扇由独立电机驱动。

4)防止轴电流的措施，容量超过160千瓦的电机应采取轴承绝缘措施。容易产生磁路不对称和轴电流。当其他高频元件产生的电流共同作用时，轴电流会大大增加，导致轴承损坏，一般应采取绝缘措施。

5)恒功率变频电机，当转速超过3000转/分钟时，应使用耐高温的专用A脂补偿轴承温升。