ผลกระทบของตัวแปลงความถี่บนมอเตอร์

1. ประสิทธิภาพและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์ไฟฟ้า
โดยไม่คำนึงถึงรูปแบบของตัวแปลงความถี่ มันจะสร้างระดับแรงดันและกระแสฮาร์มอนิกที่แตกต่างกันระหว่างการทำงาน ทำให้มอเตอร์ทำงานภายใต้แรงดันและกระแสที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์
จากตัวอย่างตัวแปลงความถี่ PWM คลื่นไซน์ที่ใช้กันทั่วไป ฮาร์โมนิคลำดับต่ำโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นศูนย์ และส่วนประกอบฮาร์มอนิกลำดับสูงที่เหลือซึ่งมีประมาณสองเท่าของความถี่พาหะคือ 2u+1 (u คืออัตราส่วนมอดูเลชั่น) .
ฮาร์โมนิคลำดับที่สูงขึ้นอาจทำให้เกิดการสูญเสียทองแดงสเตเตอร์ การสูญเสียทองแดงของโรเตอร์ (อะลูมิเนียม) การสูญเสียเหล็ก และการสูญเสียเพิ่มเติมในมอเตอร์ไฟฟ้า โดยการสูญเสียที่สำคัญที่สุดคือการสูญเสียทองแดงของโรเตอร์ (อะลูมิเนียม)
เนื่องจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัสใกล้กับความถี่พื้นฐาน แรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกสูงที่ตัดแถบโรเตอร์ด้วยการสลิปขนาดใหญ่จะส่งผลให้โรเตอร์สูญเสียอย่างมีนัยสำคัญ
นอกจากนี้ จำเป็นต้องพิจารณาการสูญเสียทองแดงเพิ่มเติมที่เกิดจากผลกระทบของผิวหนัง ซึ่งจะทำให้มอเตอร์สร้างความร้อนเพิ่มขึ้น ลดประสิทธิภาพ และลดกำลังเอาท์พุต หากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสปกติทำงานภายใต้สภาวะแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ที่ส่งออกโดยตัวแปลงความถี่ โดยทั่วไปอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะต้องเพิ่มขึ้น 10% ถึง 20%
2. ปัญหาความแข็งแรงของฉนวนของมอเตอร์ไฟฟ้า
ปัจจุบันตัวแปลงความถี่ขนาดเล็กและขนาดกลางจำนวนมากใช้วิธีการควบคุมแบบ PWM โดยมีความถี่พาหะประมาณหลายพันถึงสิบกิโลเฮิรตซ์ ซึ่งทำให้ขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ทนทานต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าสูง เทียบเท่ากับการใช้แรงกระตุ้นที่สูงชัน แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ ทำให้ฉนวนระหว่างการหมุนของมอเตอร์ทนทานต่อการทดสอบที่รุนแรงยิ่งขึ้น
นอกจากนี้ แรงดันไฟฟ้าอิมพัลส์ของชอปเปอร์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่สร้างโดยอินเวอร์เตอร์ PWM จะถูกซ้อนทับบนแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของมอเตอร์ ซึ่งเป็นอันตรายต่อฉนวนกราวด์ของมอเตอร์ ฉนวนกราวด์จะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพภายใต้แรงกระแทกไฟฟ้าแรงสูงซ้ำๆ
3. เสียงแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกและการสั่นสะเทือน
เมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสธรรมดาได้รับพลังงานจากตัวแปลงความถี่ การสั่นสะเทือนและเสียงที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องกล การระบายอากาศ และปัจจัยอื่น ๆ จะซับซ้อนมากขึ้น
ฮาร์โมนิคเวลาต่างๆ ที่มีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผันจะรบกวนฮาร์โมนิคเชิงพื้นที่โดยธรรมชาติของส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ ทำให้เกิดแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ เมื่อความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสม่ำเสมอหรือใกล้เคียงกับความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของตัวมอเตอร์ จะเกิดปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ ส่งผลให้เสียงรบกวนเพิ่มขึ้น
เนื่องจากช่วงความถี่การทำงานที่กว้างและช่วงการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่สูงของมอเตอร์ไฟฟ้า ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ จึงเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยงความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของส่วนประกอบต่างๆ ของมอเตอร์
4. การปรับตัวของมอเตอร์ไฟฟ้าให้สตาร์ทและเบรกบ่อยครั้ง
เนื่องจากการใช้ตัวแปลงความถี่สำหรับการจ่ายไฟ มอเตอร์ไฟฟ้าจึงสามารถสตาร์ทที่ความถี่และแรงดันไฟฟ้าต่ำมากได้โดยไม่ต้องใช้กระแสอิมพัลส์ และวิธีการเบรกแบบต่างๆ ที่ตัวแปลงความถี่สามารถใช้เพื่อการเบรกอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดสภาวะในการสตาร์ทบ่อยครั้งและ การเบรก
ดังนั้นระบบเครื่องกลและแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้าจึงอยู่ภายใต้แรงสลับแบบวน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาความล้าและเร่งอายุให้กับโครงสร้างทางกลและฉนวน
5. ปัญหาความเย็นที่ความเร็วต่ำ
ประการแรก อิมพีแดนซ์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสไม่เหมาะ และเมื่อความถี่กำลังต่ำ การสูญเสียที่เกิดจากฮาร์โมนิกลำดับสูงในแหล่งจ่ายไฟจะมีนัยสำคัญ
ประการที่สอง เมื่อความเร็วของมอเตอร์อะซิงโครนัสปกติลดลง ปริมาณอากาศเย็นจะลดลงตามสัดส่วนกำลังสามของความเร็ว ส่งผลให้สภาพการระบายความร้อนที่ความเร็วต่ำของมอเตอร์เสื่อมสภาพ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และความยากลำบาก เพื่อให้ได้แรงบิดที่สม่ำเสมอ