变频电动机电磁设计的特点

石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用

石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用摘要：随着中国对石油能源需求的增加，石油开采的环境变得越来越复杂，增加了石油开采的难度。

在石油开采过程中，交流变频电机的应用可以使石油开采更加简单高效，因此有必要加强对交流变频电机的分析。

关键词：石油钻机；交流变频电机；控制设备；被广泛应用于现代工业的交流变频电机，拥有无法被替代的优势，以该电机为研究对象，以石油钻机为切入点，围绕电机和控制系统的应用，展开了系统而深入的分析，内容涉及交流变频电机驱动的优点分析，交流变频电机控制系统分析等方面，望能够给有关人员以启发，使交流变频电机所具有的积极作用在钻井作业中得到充分发挥。

一、交流变频电动机交流变频电动机是一种特殊的变频电动机，交流变频电动机在具体应用中与一般变频电动机相比具有以下特点：（1）在设计中所使用的绝缘材料采用的为抵抗变频器谐波突破的特殊材料，提高交变频电动机的性能。

（2）结构设计和电磁设计与一般变频电机相比较特殊。

在石油钻井中应用交流变频电动机与直流钻机和机械钻机相比，在钻井过程中，对交流变频调速技术进行合理应用，可以很好的适应石油钻井在工艺上的具体要求，并且使钻机的机械结构得到了进简化，减少了对钻井机械的保养，使设备的可靠性和安全性得到进一步提高。

此外，交流变频电动机还具有质量轻、体积小、故障少等诸多优点，因此在石油钻井中需要加强对其的应用，提高石油钻井的工作效率。

二、交流变频电动机及其控制系统的应用1.交流变频石油钻机。

（1）石油钻机钻进原理。

石油钻机用于石油或天然气资源的钻采过程，运行过程中钻机带动钻具击碎岩石向下钻进，辅助完成地下资源的开采。

现阶段，国内外石油开采中常用的钻井方式为旋转钻井，即将钻头旋转击碎岩石，形成钻井结构。

然后利用钻杆将钻头探入到钻井底部，通过转盘或驱动装置带动钻头及钻杆旋转，钻井泵向井内输送钻井液，并将井底碎石带回到地面，再利用吊车等大型设备完成钻具安置。

（2）交流变频石油钻机。

(完整)调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析

调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析1 引言与传统的电励磁电机相比,永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率密度大;损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。

随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代,变频调速永磁同步电动机也应运而生。

变频调速永磁同步电动机可分为两类，一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波（实际为梯形波）的无刷直流电动机，另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。

这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。

本文使用Ansoft Maxwell 软件中的RMxprt 模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D 中建立了二维有限元仿真模型,并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。

2 调速永磁同步电动机的电磁设计2.1 额定数据和技术要求调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等.通过改变电机的各个参数来提高永磁同步电动机的效率η、功率因数cos ϕ、起动转矩st T 和最大转矩max T .本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下：计算额定数据:(1) 额定相电压:N 220V U U ==(2) 额定相电流：3N N N N N1050.9A cos P I mU ηϕ⨯== (3) 同步转速：160=1000r /min f n p= (4) 额定转矩：3N N 19.5510286.5N m P T n ⨯== 2.2 主要尺寸和气隙长度的确定永磁电机的主要尺寸包括定子内径和定子铁心有效长度,它们可由如下公式估算得到:2i11P D L C n '= N N N cos E K P P ηϕ'=， 6.1p Nm dp C K K AB δα=' 式中，i1D 为定子内径，L 为定子铁心长度，P '为计算功率，C 为电机常数。

变频器的工作原理

变频器工作原理：该高压变频器主电路采用模块串联方式，每个功率模块为三相输入，单相逆变输出，即通过6个独立的低压变频功率模块串联接在移相变压器副边构成逆变主回路，高压直接输入隔离变压器，输出侧通过逆变器的 PWM调制技术，输出为多电平。

直接接高压电机运行。

变频器及变压器保护：1．变频器运行时风扇应投入，并装设超温保护，当某一只变频器模块稳温度T>65时则旁通该变频器模块.2．变频用变压器具有温度保护,自动报警:冷却风扇随变压器充电自动启动.3．变频器电源开关未装设低电压保护,由变频器本身的欠压保护完成.正常运行时,母线电压可在+_10#范围内波动,当模块直流电压<70%时,报”轻故障信号”,延时后,仍欠压,则变频器旁通运行.4．运行中出现模块故障(包括模块过压故障,模块过热故障,模块驱动故障)时,变频器发出轻故障信号,同时立即自动进行旁通运行,使变频器能够代故障运行.旁通功能发生作用后,系统处于旁通工作状态,其运行情况如下:a一个模块发生旁通内故障,变频器用开光将此模块旁通掉,同层的其他两个模块计算出输出为0Vb 旁通后,系统运行由N级调整为N-1级运行,仍然保持对称运行.C.旁通后,系统降负荷运行,1级旁通,允许连续运行在96%额定功率下2级旁通,允许连续运行在77%额定功率下3级旁通,跳变频器开关,转为工频运行5,当系统或母线发生瞬间故障,母线电压为60%时能运行5个周波,厂用电切换为慢切时,变频器将跳闸.有关管理规定1.由于变频器出口开关与工频开关电缆并接,故不论该泵运行或备用,二只开关的下桩头都有带电的可能,都应视为带电设备2.当某台变频运行时,该台泵的工频开关只要没有工作(开关或保护)应放工作位置,用开关的机械保护,避免人为合工频开关的接地闸刀.当该台泵的工频开关有工作(开关或保护)才允许将该开关放试验位置,并严禁合上工频开关的接地闸刀.运行中应避免此种方式的出现,应调换成另一台泵运行.3.由于6KV-18,19段上的凝泵工频开关,变频器电源开关下桩头的接地闸刀无法拆除,而电机工频,变频的电缆又并接在6KV-18,19段开关的下桩头,故工频开关下桩头接地闸刀的合闸应确保工频,变频回路均退出时才能进行,变频器电源开关下桩头的接地闸刀应在变频器出线的二只开关退出时才能合闸,严禁带电合接地闸刀.4.工频开关接地闸刀的分,合应通知专工现场监护.5.正常运行中,工频开关的接地闸刀下仓门应上挂锁,不得无故解锁.6.正常运行时,变频器启用方式开关切”远程”,只有当DCS系统操作失灵时,变频器启用方式开关切”就地”,但只用为事故处理使用.7.如果变频器出现故障,在再次启动前应点出”变频器复位”按钮,否则变频器将不能启动,8.在变频器运行过程中禁止复位.9.当变频器电源开关断开后,5分钟内不得打开柜门,更不能触及设备10.若变频器退出运行,变频工作开关下桩头的PT熔丝应取下.11.变频器回路绝缘的测量只限于遥测变压器的初级,次级及模块不测量.12.遥测变频工作开关下桩头PT绝缘时应认真执行规定,阻值按配电装置规定,并做好记录.13.运行中严禁打开变频器的模块柜,变压器柜,并将门锁好.严禁在变频器工作时断开冷却器风扇.14.变频器启动前,应保持电机处于静止状态.15.变频器退出运行时应断开变频器控制柜内的甲,乙交流电源及UPS电源开关.16.变频器一经上电,冷却风扇应全部投入运行.变压器参数: ZTSFGN-1175/6 接线方式 Y/d 3相50HZ 高压侧6KV/113.1A 二次侧6KV/61.8A 冷却方式 AFC 短路阻抗 7.27%模块参数:DM-007 额定电流 105A变频器参数; MLVERT-D6/1120 额定容量 1120KV A输入电压6KV 功率因素 0.96 输入频率50HZ输出电压 0-6KV 输出电流 0-150A 输出频率0-50HZ变频器的逻辑关系1.正常运行时一台变频运行,若此台泵跳闸,将联动另一台泵的工频运行,然后再检查原工作泵跳闸原因.2.若一台变频运行泵跳闸,另一台未能联动,则抢合备用工频泵运行,若备用泵工频抢合不上,则根据当时的信号,确定非母线故障,DCS画面无变频器”重故障信号”允许不去就地检查抢合一次跳闸泵,若不成功,则根据当时的运行工况,做好停机的准备.3.工频开关和变频器开关之间相互闭锁,二只变频开关之间相互闭锁.此逻辑除软件闭锁,在开关的硬接线上也进行了回路闭锁.4.工频开关和变频开关之间既有顺序跳闸,又有反向跳闸.即当变频器电源开关跳闸后,对应运行的变频器工作开关将跳闸(如就地按电机的事故按钮,此功能由DCS系统完成),当变频器工作开关因故障跳闸时,将反跳变频器电源开关.5.就地事故按钮动作后,将跳开变频器电源开关和运行工频开关,并由DCS程控跳开该泵变频开关.6.变频器工作开关合闸后,变频器电源开关需等待300秒后才能发请求合闸命令,在此期间运行泵跳闸应抢合另一台泵的工频运行,若抢不上,再抢一次跳闸的工频泵,即任何情况下均不联本泵.7.变频器输出0HZ时跳开变频器电源开关8.凝泵回路的5只开关跳闸回路均无闭锁条件9.当UPS电源因故失电后,无论二路控制电源是否失去,变频器将跳闸,并发”重故障信号,并联动备用工频泵运行10.当变频器控制电源二路失去5分钟后,变频器将跳闸,并联动备用工频泵运行.变频器的启用顺序1.就地操作变频系统正常工作状态下,有”系统就绪信号,启用变频运行时,根据运行方式,点击”X泵启动指令’按钮,先合上变频器次级的某台开关,延时5分钟后变频器发出”请合高压”信号,运行人员再合上变频器初级电源开关,变频器进入自检状态,并发出”系统等待”信号,延时30秒后,变频器发出”请示运行”命令,此时运行人员因根据需要,点击’变频运行”按钮,设定运行频率,使电机进入变频运行.工频运行,则需直接根据画面提示,点击工频电源开关即行,画面显示该泵工频运行.变频器重故障处理:●变频器给出高压分闸信号●封锁变频器输出●电机自由停机●变频器本体控制柜给出声光报警信号●向DCS同时发出重故障信号●相应的故障指示灯亮●记录重故障发生的时间和内容●在触摸屏上显示故障发生的时间和内容变频器轻故障●变频器继续运行或旁通降额运行●变频器本体控制柜给出声光报警信号●向DCS同时发出轻故障信号●相应的故障指示灯亮●记录轻故障发生的时间和内容●在触摸屏上显示轻故障发生的时间和内容重故障:两路电源同时失去5分钟/变压器温度超高5分钟/系统过流/系统过载/通讯故障(包括模块通讯故障和系统通讯故障)轻故障:控制电源的主电源故障/控制电源的备用电源故障/冷却风扇电源故障/门开关故障3秒钟/变压器温度过高(120度)/变压器温度超高(140度)/主板与PLC通讯故障/高压掉电/模拟信号断线/模块B 故障一普通异步电动机都是按恒频恒压设计的。

国内十大变频器排名以及特点论述

变频器国内十大品牌排名如下：1、明阳龙源（广东明阳电气集团有限公司）2、烟台惠丰（烟台惠丰电子有限公司）3、成都佳灵（成都佳灵电气制造有限公司）4、英威腾（深圳市英威腾电气股份有限公司）5、台达（台达电子工业股份有限公司）6、深圳汇川（深圳市汇川技术股份有限公司）7、普传科技（普传科技股份有限公司）8、风光电子（山东新风光电子科技发展有限公司）9、合康亿盛（北京合康亿盛变频科技股份有限公司）10、利德华福（北京利德华福电气技术有限公司）明阳龙源变频器特点论述：MYVF-6000系列高压变频器系统主要运用于电力工业、石油化工、冶金、水资源等工业中的风机、水泵、压缩机等，尤其是应用在高压大功率的风机和泵类机械中，取代传统挡风板、节流阀，可以根据负荷大小适时控制风量和流量，显著提高的节能效果。

另外，还可以改善和适应运行环境，平滑加减速、提高加工工艺等功能。

明阳龙源（中）高压DCS500系列变频器具有多种保护特性的晶闸管全控桥，给用户可靠的操作安全性。

晶闸管桥可以是二象限或四象限运行。

ACS50系列变频器作为明阳龙源（中）高压部件传动满足了OEM厂商、安装公司和盘厂的需求，且无需编程 - 简单易懂的操作接口；紧凑的尺寸和窄化设计； DIN导轨安装的理想传动；低EMC干扰。

烟台惠丰变频器特点论述：惠丰公司结合国际上最先进的变频技术和中国传动的实际需求，领先推出了F1000-G、F1500-G等通用系列变频器，F1000-M、F1500-P、ZS2000、LT2000、LT3000、T2等专用系列变频器以及HFR系列数字式软起动器，广泛应用于印刷、机床、塑料、制药、造纸、纺织、印染、食品、橡胶、油田、矿山、风机水泵等领域。

其中F1000系列通用变频器是惠丰汇集十年专业制造之经验。

惠丰系列变频器应用空间矢量控制原理，采用模块化设计、双CPU控制，在采用高品质材料和元器件的基础上应用先进的生产工艺制造而成，它是集数字技术、计算机技术、现代自控技术于一体的高技术产品，具有精度高、转矩大、性能可靠等特点。

普通电机变频调速电机的区别

普通电机恒频恒压设计的，如果要了解使用变频器控制普通电机，对电机造成的影响，我们首先来了解变频电机的特点：1、电磁设计对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。

而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

方式一般如下：1）尽可能的减小定子和转子电阻。

减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。

但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。

因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

2、结构设计再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：1）绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2）对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

3）冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。

主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

5）对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

变频变压控制对普通电机的影响：1、电动机的效率和温升的问题不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。

低压变频调速异步电动机的特点及选择

２佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯（５０５１４０）
摘要通过对低压变频调速异步电动机的机械特性、控制方式、值电压以及性能等特点峰机械特性；控制方式；值电压峰进行分析，阐述了如何进行选择应用和派生系列产品的应用。关键词
Ｕ（Ｊ
＝
７爆＇机瞪龟
Ｕ
３０Ｖｔ，时还可以高些，都能满足使００／ｚ有ｓ这
电动机运行在如图１中的恒转矩段时，调速精对度要求不是很高，且转矩也不是很大，选择普通Ｙ
系列及其派生产品即可。５２２二次方转矩负载的特点是电动机转矩随．．
（）１机械运行速度很低，甚至几十转，电动机
在改变频率的同时增加极数也达不到需要的低转
速，这时配减速机。电动机一般为４极电动机，个别有６极和８极，可选Ｙ或ＹＰ辊道用变频调Ｇ
速电动机。
５电动机的选择
能相近，号不统一。在Ｙ型Ｂ系列（下转３３页）
电动机的负载的种类很多，按负载机械特性可分
为恒转矩负载、二次方转矩负载、恒功率负载，所
以选哪类电动机也要考虑周祥。
５２１恒转矩负载特点是不管转速如何变化，．．在
保持转矩恒定的前提下，率是按比例变化的。功
的不宜低于６ｚＨ。
１２理论上，．最高转速或频率可以很高，但受电

YVF2与Y2电机区别

普通异步电动机与变频电机的区别？一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。

以下为变频器对电机的影响1、电动机的效率和温升的问题不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。

拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。

因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。

除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。

这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10％--20％。

2、电动机绝缘强度问题目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。

他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。

另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。

变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。

当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。

由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

4、电动机对频繁启动、制动的适应能力由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动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。

YVP变频电机

YVP变频电机一、YVP系列变频电机概述YVP系列调速异步变频电机是靠改变供电频率达到电机调速的目的，它依据的原理（公式）：n=60f/p 式中：n—每分钟转速p—极对数f—频率（我国电网标准为50Hz）由上述公式看出，当电机极数（p）一定时，频率改变，变频电机每分钟转速（n）将随之改变，通过变频器改变供电频率，以达到调速目的。

变频电机必须与变频器配合使用。

目前国际上普遍采用变频调速，因为变频调速有以下优点：1、效率高、节能显著；2、调速平滑能在5～100Hz范围内无级调速；3、低频起动时力矩对负载冲击小；4、起动电流小，不用附加起动设备；5、体积小、重量轻、安装尺寸和Y系列相同；6、在风罩内装有轴流风机，在各种转速下，均有良好的冷却效果；7、应用范围广，在50Hz以下可作恒转矩运行，在50Hz以上可作恒功率运行；8、较电磁调速电机节能降耗，调速范围广，结构简单，使用可靠，维修方便。

二、YVP系列变频电机使用条件1、环境温度不超过-15℃～+40℃5、工作制：连续S12、海拔不超过1000m 6、绝缘等级：F级3、电机防护等级IP44 7、额定频率50Hz4、额定电压380(220)V±10%三、YVP系列变频电机调速系统的特性变频调速范围（标准系列）：5～50Hz恒转矩调速；50～100Hz恒功率调速。

在矢量控制条件下，调速范围还可扩大。

>注：本系列调速变频电机可选装光电编码器、制动器、测速发电、超速开关。

（为预定产品）五、YVP系列变频电机外形及安装尺寸一、概述YVP变频电机全面保证"交流电机+变频器"的最佳运行特性。

YVP系列变频调速电动机为变频器专用电机，采用最先进的电磁计算和CAD设计，保证变频电机具有调速范围广、噪音低、振动小、效率高、起动转矩大等特点，能够保证电机长时间低速或高速运行。

能够配合V/F 控制或矢量控制等各种变频器使用。

YVP变频电机与Y系列电动机的功率等级和安装尺寸相同，便于两者互换使用。

浅析变频调速电动机的设计特点

脉冲波的频率很高，使得变频调速电动机的轴与轴端之间产生轴电压值远远高于一般工频电机的轴电压值。变频器供电的变频调速电动机的转子轴与轴端之问，或轴与轴承之间会产生轴电压。当该电压达到一定数值时，将击穿油膜，在转轴、轴
承和底板构成的回路内引起轴电流。轴电流会造成油膜破坏，使滑动轴承的轴瓦及轴颈上产生电弧灼点，或者使滚动轴承内外圈跑道上产生洗衣搓板样的条形烧伤痕迹，同时还伴有麻点、裂纹等伤痕出现。
产生的不良影响。
由于变频器供电对电机主绝缘的影响主要取决于脉宽跳变冲波幅值
的大小，而电机主绝缘的击穿电压较高，因此变频器供电对电机匝间绝缘的影响更严重一些。２）电机效率和温升受到谐波的影响。由于在变频器输出中含有不同程度的谐波电压和谐波电流，造成电机端输入的电压、电流为非正弦。虽然随着电力电子技术的发展，变频器输出中的低次谐波几乎为零，但还是不可避免地有大量的高次谐波输入变频电动机中。高次谐波的存在引起电机的定子铜耗、转子铜耗、铁耗和附加损耗的增加，这些损耗的增加又导致了电机效率降低和温升升高。３）电机噪声和振动受到的影响因素。变频供电时，由于变频器中的各次谐波与电机电磁部分的固有谐波相互干扰形成电磁激振力。当电磁力波与电机结构件固有频率一致或接近时将产生共振现象。变频电机调速范围大很难完全避开电机结构件的固有频率。因此，变频调速电动机的电磁噪声和振动比一般工频电动机要大。４）冷却变频电机的表现。采用自扇冷却方式的变频电动机在恒转矩调速时会有通风冷却问题，造成电机低速时温升过高。分析下来主要

普通电动机能否作为变频调速电动机使用-

普通电动机能否作为变频调速电动机使用?
严格地讲一般电机是不能作为变频调速电机使用的，其缘由是两者在结构和所用材料以及电磁设计方面都有肯定的差别。

若需要的调频范围较小并且在额定频率四周，例如额定频率为50Hz的电动机，调速要求在45～55Hz之间，此时自带的外风扇所起作用变化不大，就没必要使用专用的恒速风扇。

这样若没有专用的变频电动机可用，则可使用一般电动机代用，但应留意如下事项。

(1)所用电动机的额定功率一般要比正常匹配时大10%左右，长期在低频下运行的，要比正常匹配时大20%以上。

否则电动机温升会上升，若使用网络电源时的温升已接近最高限度(例如80K)，则此时就会超过限定值而对电动机产生损伤。

若短时使用，可采纳一些外加的散热措施，例如用风机吹电动机的轴伸端等散热效果较差的部位等。

(2)过载力量会小于使用网络电源时。

大约下降20%左右。

(3)噪声和振动可能会大于使用网络电源时。

在某些频率段可能较高。

(4)若要求调整的频率较低，则必需装配专用的恒速风扇，代替自带的外风扇。

(5)所用轴承应能承受运行需要的最高转速。

(6)运转部件的机械结构和动平衡状态应能承受运行需要的最高转速。

(7)发生匝间或对地绝缘击穿的几率要远大于使用工频电源。

使用
寿命也相应缩短。

变频调速电动机与普通电动机的区别

变频调速电动机与普通电动机的区别
变频调速电动机与一般电动机相比的不同之处在于如下几个方面。

(1)对于可用于较低频率（例如30Hz以下）的，其通风冷却采纳由单独供电的恒速风扇，一般是将其安装在一个加长的风罩内。

目的是解决一般电动机自带外风扇因频率低时转速也低造成风力减小影响散热的问题。

(2)用于较高转速的电动机，其轴承、润滑脂，以及其他与转速有关的器件，要适应高转速的要求。

(3)电磁设计方案与一般电动机不同，其中包括绕组形式、定转子槽协作、定转子槽形、转子槽斜度、定转子之间的气隙等方面。

转变这些内容主要是为减小变频电源造成的较多谐波影响。

(4)对在平安牢靠性要求较高的场合使用的变频调速电动机，其所用电磁线应使用变频专用电磁线。

这种电磁线的防突发性高电压脉冲力量比一般电磁线高许多。

变频器输出的电压往往会有突发性、高频率的高电压脉冲，其幅值最高可达额定电压的十几倍甚至几十倍，这种高电压脉冲对电磁线的绝缘破坏性很大，一般电磁线很简单被击穿。

而变频专用电磁线（简称为“变频电磁线”）的外层绝缘中添加了一种可抵挡较高电压冲击的材料，同时采纳一些不同于一般电磁线的工艺，从而使其耐脉冲电压的力量有所提高。

(5)对容量较大（机座号大于280）的变频电动机，有的会采纳绝缘轴承等防止轴电流危害的措施。

电动机的电磁设计与优化

电动机的电磁设计与优化在现代社会中，电动机作为驱动各种机械装置的核心部件，它的电磁设计与优化显得尤为重要。

本文将从理论和实践两方面探讨电动机的电磁设计与优化方法，以提高电动机的性能和效率。

一、电动机的电磁设计电动机的电磁设计是确定电机的结构参数、磁场分布和电气参数的过程。

在设计过程中，应考虑电机的功率、效率、转矩输出和响应速度等因素。

1. 结构参数设计结构参数设计是电动机设计的基础，包括定子和转子的结构尺寸、槽数、绕组方式等。

合理的结构参数设计可以提高电机的稳定性和耐久性。

2. 磁场分布设计磁场分布设计是电动机设计的核心，它直接影响电机的性能。

通过优化磁路设计和磁场分布，可以提高电机的效率和输出功率。

3. 电气参数设计电气参数设计包括定子绕组的匝数、导线规格和电枢线圈的电气特性等。

合理的电气参数设计可以提高电机的响应速度和输出功率。

二、电动机的电磁优化电动机的电磁优化是在电机设计的基础上，通过合理的电气控制和磁场调节，提高电机性能的过程。

1. 电气控制优化电气控制优化指的是通过改变电机的供电方式、电流和电压等参数，实现电机性能的调节。

例如，变频调速技术可以在不改变电机结构的情况下，实现电机转速的连续可调。

2. 磁场调节优化磁场调节优化是通过改变磁场的分布和强度，实现电磁力和磁耦合的优化。

例如，采用磁体调节技术可以调节电机的输出转矩和响应时间。

三、电动机的电磁设计与优化方法电动机的电磁设计与优化方法丰富多样，根据具体需求和实际情况选择合适的方法可以提高电机的性能。

1. 数值计算方法数值计算方法是电动机电磁设计与优化的常用方法，主要包括有限元分析和最优化设计等。

有限元分析可以模拟电机的电磁场分布和磁场特性。

最优化设计可以通过改变设计参数，在满足设计约束条件的前提下，寻找最优的设计方案。

2. 试验测试方法试验测试方法是电动机电磁设计与优化的重要手段，可以通过实际测试来验证和改进设计方案。

试验测试方法可以测量电机的输出功率、效率和转矩等性能指标，以评估电机的性能。

变频电机与普通电机的区别

变频电机与普通电机的区别:一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的,不可能完全适应变频调速的要求。

以下为变频器对电机的影响，即变频电机与普通电机的区别:1、电动机的效率和温升的问题不论那种形式的变频器,在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。

据资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2ｕ+1（u为调制比)。

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝)耗。

因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。

除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。

这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--2０%。

2、电动机绝缘强度问题目前中小型变频器，不少是采用PWＭ的控制方式。

他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。

另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动!普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。

变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。

当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。

由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

.４、电动机对频繁启动、制动的适应能力由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动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。

浅谈恒转矩变频调速电机设计特点

升变高；谐波磁动势与转子谐波电流合成又产生恒定的谐波电磁转矩和振动的谐波电磁转矩，定谐波电恒磁转矩的影响可以忽略，动谐波电磁转矩会使电动振
电机槽形的选择不再受起动转矩的影响，是变为主而要基于漏抗的考虑；）３在运行中保持转子磁通不变时，电机的机械特性是一条直线，存在最大转矩倍数对不设计中漏抗取值的限制；）４电机的技术参数、济指经
转矩下升速，不会出现高转差频率的运行，因此电机不必具有工频起动性能，计中不受起动性能的限制，设
研制进行技术探讨。
１变频器对恒转矩变频电机的影响在变频电机调速控制系统中，采用电力电子变压
浅谈恒转矩变频调速电机设计特点
王文良，赵纯禹
（．１佳木斯电机股份有限公司，黑龙江佳木斯１４０；．油锦西石化分公司，５０２２中石辽宁锦西１５０）２０１
【摘
要】在交流调速系中，电机由变频器供电，统变频这使得其运行条件发生了很大的改变。针对变频器供电的
随着电力电子技术的发展，流变频调速电机得交
到了较快的发展，有逐步取代传统调速系统的趋势，被广泛用于矿产、金、工、织、冶化纺轻工领域。调速范其围宽，制精度高，控定位准确，市场容量大的特点被专

变频器调速电动机的设计说明

变频调速电机的设计摘要在这个经济快速发展的社会，随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，交流调速代替DC调速已经成为现代电气传动的主要发展方向，这使得交流变频调速系统广泛应用于工业电机传动领域。

许多国外企业会在生产中应用变频技术。

此外，由于PLC功能强大、使用方便、可靠性高，常被用作数据采集和设备控制。

工作中发现身边很多设备都应用了变频技术，在接触中感受到了变频技术的重要性。

通过调节电机的速度来达到节能增产的效果，在未来必然更加重要。

变频器和可编程控制器以其优越的调速、启停性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果，广泛应用于大中型交流电动机，被公认为最有前途的调速控制。

关键词:电气传动，变频技术，调速目录第一章导言..........................................................一1.1交流变频调速发展历史综述........................................一1.2逆变器的结构和功能........................................一1.3....................................二、逆变器的关键技术。

第二章变频器调速...................................................四2.1变频调速原理.................................................四2.2逆变器的控制模式 (5)2.3变频器调速模式 (6)第三章变频调试技术 (8)3.1变频器的结构和功能预设有.........................................8.3.2操作...................................................变频器9的第四章变频调速电机的设计 (11)4.1硬件设计 (11)4.2软件设计 (14)摘要 (20)致谢 (21)参考 (22)第一章导言1.1交流变频调速发展历史概述自1965年变频器问世以来，已经经历了40多年的发展。

电流型交直交变频六相同步电动机的电磁设计

提供了电流型交直交变频器供电的六相凸极同步电动机电磁设计的计算方法，同时
对此电机换相特性、功率因数特性、谐波损耗、功率流程和效率进行了详细的计算与分析。关键词电磁设计电流型交直交变频器六相同步电动机谐波损耗
中图分类号Ｔ４文献标识码Ｂ文章编号１０７８（０６０Ｍ３２０８— ２１２０）３—０００Ｏ９— ４
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维普资讯
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第４卷２ｏ１６ｏ
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２功率因数和换相重叠角
电流型交直交变频六相同步电动机有两套绕
０引言
随着电力电子技术的发展，交流调速驱动在工业上的应用越来越广泛。电流型交直交变频器供电调速六相同步电动机具有结构简单、便于控制、调速范围宽、耐压高等诸多优点。
由于此同步电动机是由电流型交直交变频器
制系元等成，所统单组如图示。
整流桥厶逆变桥
后输出控制信号，用于控制整流桥和逆变桥的开
时还可以使同步电动机从零频率起平稳起动至工
晶闸管、同步电动机、转子位置检测器（ｓ及控作转速。Ｐ）
收稿日：０５１－．期２０－２２８王锐男１７年生；９４毕业于哈尔滨工业大学微特电机及控制电器专业，主要从事电机设计与制造
原理结构
交直交变频器为交直交变频调速系统提供变
频电源，变频器的主回路由整流桥、逆变桥及平波

ABB变频器的特点和应用领域

ABB变频器的特点和应用领域ABB变频器具有以下特点：1) ABB变频器专为工业应用而设计，特殊适合于工业过程掌握领域，例如纸浆与造纸、金属、采矿、水泥、电力、化工等。

ABB变频器不仅可以作为完整的沟通传动掌握装置，也可以作为模块单元，从而满意用户、OEM和系统集成的需求。

2) ABB变频器具有高速敏捷性，经过肯定的配置，能满意工业领域沟通调速系统的各种精确掌握要求。

ABB变频器掩盖了功率与电压的广泛领域，ABB变频器配有多种内置可选项。

ABB变频器的一个关键特性是可编程掌握特性，因此能轻松自如地适应不同的应用领域。

3) ABB变频器根据电流额定值来设计，可以应用在需要高过载力量的场合。

ABB变频器的核心是DTC，DTC能供应极高的系统性能，如高精度的动态速度与转矩掌握，起动力矩大，可使用较长的电动机电缆。

内置的传动选项使得安装更快捷和简洁，结实的机壳和柜体（多种的防护等级）同功率端子一样专为恶劣的工业环境而设计。

4) ABB变频器产品具有很长的使用寿命，这是产品设计中最重要的原则之一。

例如，风机、电容等易损耗部件依据延长产品使用寿命的原则进行选型。

同时产品具有强大的爱护力量，这使得ABB变频器产品在不断成长的工业领域得以广泛的应用。

5) ABB变频器具有紧凑的模块化设计，很宽的功率、电压范围和多种可选件，从而供应了优化、简洁的柜体安装方式，尤其在大功率方面可以供应冗余功能。

6) ABB变频器具有友好的用户接口，简洁快捷的调试和操作，可以简易地使用PC软件工具进行调试、维护、监视和编程。

敏捷、可编程的ABB变频器可以满意不同工业现场的多种应用需求。

7) ABB变频器可以很好地与工艺流程掌握系统结合，来达到最优的速度和最优的转矩，并且保持高精度，这样能够保证生产线的最终产品的稳定品质。

ABB变频器可以平滑地调整电动机的转速和转矩，降低了对电动机和驱动机械设备的磨损。

8)在节能降耗的大环境下，ABB变频器在风力发电和太阳能发电领域有着宽阔的进展前途。

变频调速永磁同步电动机的设计

变频调速永磁同步电动机的设计随着科技的不断发展，变频调速技术日益成为工业领域中重要的节能技术之一。

变频调速技术通过改变电源频率，实现对电动机的速度控制。

在众多类型的电动机中，永磁同步电动机因其高效、节能、高精度控制等优点，逐渐得到广泛应用。

本文将探讨变频调速永磁同步电动机的设计方法。

变频调速技术主要通过改变电源频率来改变电动机的转速。

根据异步电动机的转速公式 n=f(1-s)/p，其中n为转速，f为电源频率，s为转差率，p为极对数，可知当f改变时，n也会相应改变。

变频调速技术具有调速范围广、精度高、节能等优点，被广泛应用于各种工业领域。

永磁同步电动机是一种利用永磁体产生磁场的高效电动机。

其特点如下：效率高：永磁同步电动机的磁场由永磁体产生，可降低铁损和额定负载下的铜损，从而提高效率。

节能：由于其高效率，永磁同步电动机在长期运行中可节省大量能源。

调速性能好：永磁同步电动机的转速与电源频率成正比，因此可通过变频调速技术实现对电动机的速度精确控制。

维护成本低：永磁同步电动机结构简单，故障率低，维护成本相对较低。

变频调速永磁同步电动机的设计原则是在满足额定负载要求的前提下，尽可能提高电动机效率，同时确保调速性能优越。

为此，设计时需考虑以下几个方面：(1)优化电磁设计：通过合理选择永磁体的尺寸和位置，以及优化定子绕组的设计，降低铁损和铜损。

(2)转子结构设计：保证转子的强度和稳定性，同时考虑散热问题，防止因转子故障导致电动机损坏。

(3)控制系统设计：选择合适的控制算法和硬件设施，实现对电动机速度的精确控制。

(1)明确设计需求：根据应用场景和负载要求，确定电动机的功率、转速、电压、电流等参数。

(2)选择合适的永磁材料：根据需求和市场供应情况，选择合适的永磁材料，如钕铁硼等。

(3)设计定子结构：根据电磁负荷要求，设计定子的槽数、绕组形式等结构参数。

(4)优化转子设计：根据强度和稳定性要求，设计转子的结构形式，选择合适的材料和加工工艺。