A KÜLÖNBSÉG EGY SZABÁLYOS MOTOR ÉS A VÁLTOZTATÓ FREKVENCIÁJÚ MOTOR KÖZÖTT
A közönséges motorok és a változtatható frekvenciájú motorok között több szempontból is jelentős különbségek vannak, amelyek elsősorban a következőkben tükröződnek:
1.Árkülönbség: Ez mindenki számára nyilvánvaló. A változtatható frekvenciájú motorok körülbelül 50%-kal drágábbak. Jobban képesek alkalmazkodni a változó frekvenciákhoz, míg a közönséges motorok csak fix frekvencián működnek. 35 Hz alatt vagy 60 Hz felett a hagyományos motorok kiéghetnek. A változtatható frekvenciájú motorok nagyobb variálhatósággal rendelkeznek, és nagyobb munkaterhelést is kezelnek, így bonyolultabb kialakítást és nagyobb teljesítményű anyagokat igényelnek, ami általában magasabb árat eredményez. A hagyományos motorok viszonylag olcsóbbak.
2. Hűtőrendszerek: Egy közönséges motor hűtőventilátora a motor tengelyéhez van csatlakoztatva, és a motor forgásától függ a ventilátor meghajtásához. Ezért alacsony fordulatszámon az elégtelen hűtőteljesítmény túlmelegedéshez és kiégéshez vezethet. Egy hagyományos motorban a ventilátor és a motor koaxiálisan vannak összekötve. Minél gyorsabban forog a motor, annál gyorsabban forog a ventilátor; fordítva, minél lassabban forog a motor, annál lassabban forog a ventilátor. Ennek az az oka, hogy alacsony frekvencián és alacsony fordulatszámon a ventilátor nem tud elegendő légáramlást biztosítani, ami a motor túlmelegedéséhez vezet. Változtatható frekvenciájú motorban a fordulatszám csökkenésével a hűtőlevegő áramlása a fordulatszám kockájával arányosan csökken, ami elégtelen hőleadást és gyors hőmérsékletnövekedést eredményez, ami megnehezíti az állandó nyomatékkibocsátás elérését. A változtatható frekvenciájú motorok viszont független hűtőventilátorokkal vannak felszerelve, és független motorok hajtják őket, így állandó nagy légáramlást biztosítanak, és hatékonyan oldják meg a hőelvezetési problémát.
3. Különböző szigetelési osztályok: A hagyományos motorok jellemzően B osztályú szigetelést használnak, amely viszonylag alacsony hőmérséklet- és áramlökéseknek is ellenáll. A változtatható frekvenciájú motoroknak azonban magasabb frekvencián és szélesebb fordulatszám-tartományban kell működniük. A változtatható frekvenciájú motor által elérhető legmagasabb frekvencia körülbelül 100 Hz, vagy még ennél is magasabb. Ezért jelentős áramlökéseket tapasztalnak, aminek következtében F osztályú szigetelésre vagy még magasabb szigetelőanyagra van szükség ahhoz, hogy ellenálljanak a nagy{5}}frekvenciás áramok és feszültségek okozta károknak.
4. A frekvenciaváltók működés közben különböző frekvenciájú harmonikusokat generálnak. A feszültség és az áramerősség hatására a motor nem-szinuszos feszültség- és áramkörülmények között működik. Ezek a magasabb-rendű harmonikusok növelik az állórész-, a forgórész-, a vasveszteségeket és a további veszteségeket. A legjelentősebb növekedés a rotor rézveszteségei. Ezek a veszteségek növelik a motor hőtermelését, csökkentik a hatékonyságot és csökkentik a kimeneti teljesítményt. Míg a hagyományos motorok hőmérsékletnövekedése általában magasabb, a frekvenciaváltó vivőfrekvenciája, amely több ezer és tíz kilohertz között mozog, arra kényszeríti a motor állórész tekercsét, hogy ellenálljon a nagyon magas feszültségnövekedésnek, ami egyenértékű a motorra nagyon meredek túlfeszültség alkalmazásával. Hagyományos anyagok használatával a hagyományos motorok hőmérséklet-emelkedése általában 10-20%-kal nő, és a motor fordulatközi szigetelése komolyabb próbának néz ki. Ezért kulcsfontosságú megerősíteni a motor szigetelését a földhöz és a fordulatok közötti szigeteléshez, különös tekintettel a szigetelőanyag túlfeszültség-álló képességére.
5. Különböző elektromágneses terhelhetőségek, szilikon acéllemezek és tekercsanyagok: A közönséges motorok működés közben hajlamosak a mágneses áramkör telítődésére, ami korlátozza teljesítményüket a változó frekvenciájú működés során. A változtatható frekvenciájú motorok az elektromágneses terhelés növelésével, több szilíciumacél lemez felhasználásával, valamint jobb-minőségű, vékonyabb szilíciumacél lemezekkel és tekercsekkel megakadályozzák a mágneses áramkör telítődését, lehetővé téve számukra, hogy alacsony fordulatszámon nagy nyomatékot adjanak, és javítsák a motor teljesítményét és hatékonyságát.
6. A harmonikus elektromágneses zaj különbözik a rezgéstől: Ha a hagyományos motorokat frekvenciaváltók táplálják, az elektromágneses, mechanikai és szellőzési tényezők által okozott rezgések és zajok bonyolultabbá válnak. A frekvenciaváltó tápegységében lévő harmonikusok interferálnak a motor elektromágneses alkatrészeinek belső harmonikusaival, különböző elektromágneses gerjesztő erőket hozva létre és növelve a zajt. Mivel a motorok széles működési frekvenciatartománnyal és nagy fordulatszám-ingadozási tartománnyal rendelkeznek, a különféle elektromágneses erőhullámok frekvenciái nehezen tudják elkerülni a motor szerkezeti alkatrészeinek eredendő rezgési frekvenciáit. Alacsony tápfrekvencia esetén a tápegység magasabb harmonikusai által okozott veszteségek nagyobbak.
7. Mechanikai felépítés:** A változtatható frekvenciájú (VFD) motorok erősebb csapágyakkal rendelkeznek, ami lehetővé teszi számukra, hogy az alkalmazások széles skálájához alkalmazkodjanak, míg a hagyományos motorok viszonylag gyengébb csapágyakkal rendelkeznek. A VFD motorok magasabb követelményeket támasztanak a rezgés- és zajcsökkentéssel szemben. Teljes mértékben figyelembe kell venni a motor alkatrészek merevségét és az általános szerkezetet, és a természetes frekvenciát maximalizálni kell, hogy elkerüljük a különböző mágneses hullámokkal való rezonanciát. A 160 kW-ot meghaladó teljesítményű motoroknál a VFD motoroknál csapágyszigetelést kell alkalmazni. Ennek elsősorban az az oka, hogy a mágneses áramkör aszimmetriája tengelyáramot hoz létre, amely a nagy-frekvenciás alkatrészek által generált árammal kombinálva jelentősen megnöveli a tengelyáramot, ami csapágykárosodáshoz vezet. Ezért általában szigetelési intézkedésekre van szükség. Az állandó teljesítményű, 3000 fordulat/perc fordulatszámot meghaladó VFD motorok esetén magas hőmérsékletnek ellenálló speciális zsírt kell használni a csapágyak hőmérséklet-emelkedésének kompenzálására.
8. Sebességszabályozási teljesítmény: A közönséges motorok fix fordulatszámmal rendelkeznek, ennek megváltoztatásához külső beállító berendezés szükséges. A hagyományos motorok fordulatszámát a hálózati frekvencia határozza meg. A VFD motorok ezzel szemben szélesebb fordulatszám-tartományban zökkenőmentesen változtatják a fordulatszámot, kielégítik a különböző működési feltételek igényeit, valamint lágy-indítási és gyorsfékezési funkciókkal rendelkeznek. A VFD motorok támogatják a fokozatmentes fordulatszám-szabályozást 0-tól 100-ig. Sebességszabályozási teljesítmény: A közönséges motorok fix fordulatszámmal rendelkeznek, ezért külső beállító berendezés szükséges a fordulatszám megváltoztatásához. A közönséges motorok fordulatszámát a rácsfrekvencia határozza meg, míg a VFD motorok szélesebb tartományban zökkenőmentes fordulatszám-változtatásokat tesznek lehetővé, kielégítve a különböző működési feltételek igényeit, valamint lágy-indítási és gyorsfékezési funkciókkal rendelkeznek. A VFD motorok támogatják a fokozatmentes fordulatszám-szabályozást 0 és 100% között.
9. Működési stabilitás: A frekvenciaváltóval hajtott közönséges motorok erős rámpainterferenciát szenvednek. A frekvenciaváltós motorok csökkentik a zaj- és kimeneti feszültségkülönbségeket az optimalizált akkumulátor-kialakítás révén. Ezenkívül speciális csapágyakat és öregedésgátló-anyagokat használnak, amelyek 50%-kal meghosszabbítják az élettartamukat a hagyományos motorokhoz képest.
10. Különböző alkalmazások: A közönséges motorok olyan alkalmazásokhoz alkalmasak, amelyek nagy fordulatszámú stabilitást, alacsony indítóáramot és könnyű karbantartást igényelnek, például ventilátorokhoz és szivattyúkhoz. A frekvenciaváltós motorokat viszont olyan alkalmazásokban használják, amelyek nagy fordulatszám-szabályozást, nagy működési hatékonyságot és energiatakarékosságot igényelnek, mint például CNC szerszámgépek, felvonók, textilipari gépek és kompresszorok.
