各种变频器专用电动机的概要及选择时注意事项

    ①低噪声、低振动的变频器专用电动机    磨床、自动车床等机床，由于加工精度上的原因要求低振动，近几年电动机多使用变频器调速。另外通常从公害和改善工作环境等方面考虑，要求电动机低噪声也变得强烈，这种专用电动机用变频器传动时，其噪声、振动同标准电动机的比较如图2-27、图2-28所示。
    图2-27    一般电动机与变频器专用电动机的噪声比较（全封闭外扇式3.7kW 4极）    如前所述，变频器传动时噪声、振动变大，其原因是由于较低次的脉动转矩引起的。特别是电动机气隙的不平衡和转子的谐振是振动较大的原因，也是电磁噪声增大的原因。另外，与风扇罩等电动机零件的谐振也能产生电磁噪声。其大小随电磁脉动的增大而增大。因此，为降低振动与电磁噪声，可以考虑以下几点。    a．减小气隙不平衡。    b．使各部件的固有频率与电磁脉动的分量错开。    c．减小电磁脉动的大小。    d．采用五相集中绕组变频器调速异步电动机，它具有功率密度高、输出转矩大、电磁振动和噪声低等优点。    ②提高转矩特性的变频器专用电动机
    图2-28    一般电动机与变频器专用电动机的振动比较（全封闭外扇式3.7kW 4极）    一般电动机用变频器传动时，即使频率与工频电源相同，电流也增加约10%，温升则要提高约20%；在低速区，冷却效果和电动机的最大转矩均降低，因而必须减轻负载。但是根据用途，要求低速区有100%的转矩或者为了缩短加速时间，要求低速输出大转矩的情况时有发生。对于这样的用途如果采用一般电动机，则电动机容量需要增大，根据情况，变频器的容量也要增大。基于此，制造厂家生产了100%转矩可以连续使用到低速区的专用电动机，并系列化，这种专用电动机转矩特性如图2-29所示。从6Hz到60Hz可以用额定转矩连续运转。给这种专用电动机供电的变频器，可以采用标准规格，也可采用特殊的专用变频器。但是由于电流受变频器容许电流的限制，对于需要急加减速的场合，即使连续使用转矩足够，也会发生转矩不足。此时，推荐将变频器的容量增大。
    图2-29    100%转矩专用电动机的连续定额范围    ③高速传动变频器专用电动机    专为高速传动制造高频电动机的历史较久。这种电动机使用转速为10000～300000r/min，为了抑制高频铁损产生的温升，多采用水冷却。另外采用空气轴承、油雾轴承、磁轴承等，在结构上与一般电动机完全不同，是一种特殊电动机。    另一方面，在通用变频器的普及方面，变频器的最高频率已上升到60Hz、120Hz、240Hz，与此相应，高达10000r/min左右的廉价高速电动机需求量也增加了。    高速化时的问题有：    a．轴承的极限转速；    b．冷却风扇、端子的强度；    c．噪声的增加；    d．转子的不平衡等。    为此，解决方案有去掉端环风叶、去掉冷却风扇（采用全封闭自冷或冷却风扇单独传动的强迫通风方式），设置平衡环等措施。    ④带测速发电机的变频器专用电动机    为变频器闭环控制而设计制造的带测速发电机的变频器专用电动机，多用于为了提高转速精度，要求采用转差频率控制的闭环控制。测速发电机的规格是三相交流式，能产生较高的输出电压。    ⑤矢量控制用电动机    矢量控制调速系统要求电动机惯性小，作为专用电动机已系列化。检出器采用磁编码器、光电编码器等，电动机为特殊构造时，变频器也是专用的。