จะมีผลกระทบอะไรบ้างเมื่อมอเตอร์ถูกควบคุมโดยตัวแปลงความถี่?

Oct 04, 2024 ฝากข้อความ

การใช้งานหลักอย่างหนึ่งของอินเวอร์เตอร์คือการช่วยให้มอเตอร์ AC ปรับความเร็วโดยการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งจ่ายไฟในการทำงานของมอเตอร์ ดังนั้นจึงเป็นการผสมผสานการควบคุมทางอุตสาหกรรมทั่วไปในสาขาอุตสาหกรรมปัจจุบันที่จะใช้กับมอเตอร์ แต่อินเวอร์เตอร์จะรบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์อื่น ๆ ระหว่างการทำงาน
1 เอาท์พุต du/dt

อุปกรณ์แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า PWM สองระดับและสามระดับธรรมดามีขั้นตอนการกระโดดขนาดใหญ่ของแรงดันเอาต์พุต และการกระโดดของแรงดันไฟฟ้าเฟสถึงครึ่งหนึ่งของแรงดันบัส DC และแรงดันบัส DC และเนื่องจากการสลับเอาต์พุตที่รวดเร็วของกำลังอินเวอร์เตอร์ จะมีการสร้างอัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น du/dt เนื่องจากความเร็วในการสลับที่แตกต่างกันของแรงดันไฟฟ้า DC บัสของอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์กำลัง บางครั้ง du/dt เกิน 10,000 V/μs du/dt ขนาดใหญ่จะส่งผลต่อฉนวนของมอเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระยะห่างของสายเคเบิลระหว่างเอาท์พุตและมอเตอร์ยาว เนื่องจากการมีอยู่ของตัวเหนี่ยวนำแบบกระจายของเส้นและความจุแบบกระจาย การสะท้อนของคลื่นเคลื่อนที่จะเกิดขึ้น du/dt ดังนั้นอุปกรณ์ประเภทนี้โดยทั่วไปจึงต้องใช้มอเตอร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อเป็นฉนวนและต้องมีฉนวนของมอเตอร์ด้วย หากต้องการใช้มอเตอร์ธรรมดาต้องเพิ่มตัวกรองเอาท์พุต

2. การส่งสัญญาณทางไกลของสายเคเบิลเอาท์พุต

สำหรับการใช้งานพิเศษบางอย่างของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าแรงสูง เช่น การจ่ายไฟให้กับปั๊มจุ่มไฟฟ้า สายเคเบิลเอาท์พุตอาจยาวเกิน 1 กม. และความยาวอาจสูงถึงหลายสิบกิโลเมตร ในเวลานี้ สายเคเบิลเอาท์พุตไม่สามารถถือได้ว่าเป็นสายไฟเพียงอย่างเดียว

ในอีกด้านหนึ่ง ความต้านทานที่เท่ากันของสายเคเบิลจะมีแรงดันไฟฟ้าตกที่สอดคล้องกัน ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าที่ปลายโหลดต่ำกว่าอุปกรณ์ และจำเป็นต้องชดเชยเอาต์พุตอย่างเหมาะสม ในทางกลับกัน เนื่องจากอิทธิพลของการเหนี่ยวนำแบบกระจายและความจุของสายเคเบิล เอาต์พุตจะทำให้ความเร็วในการส่งข้อมูลลดลง ซึ่งต่ำกว่าความเร็วแสง เมื่อความถี่เอาท์พุตเปลี่ยนแปลง ความเร็วในการส่งสัญญาณก็จะเปลี่ยนไปด้วย ซึ่งอาจทำให้เกิดการทับซ้อนของสัญญาณด้านหน้าและด้านหลัง และสร้างแรงดันไฟฟ้าเกิน ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการส่งสัญญาณระยะไกล การสะท้อนของคลื่นเคลื่อนที่จะเกิดขึ้น ส่งผลให้สัญญาณดาวน์ลิงก์ซ้อนทับกันและสัญญาณสะท้อนอัปลิงก์ในย่านความถี่บางความถี่ ปัจจัยที่ทำให้เกิดปัญหาดังกล่าวคือกระบวนการส่งกำลังยังพิจารณาไม่ครบถ้วน ในการออกแบบ โดยทั่วไประยะการส่งเอาต์พุตจะสั้น ดังนั้นจึงไม่ค่อยมีใครพิจารณา

3.ฮาร์โมนิคเอาท์พุต

ผลกระทบของฮาร์โมนิคเอาท์พุตต่อมอเตอร์ส่วนใหญ่รวมถึง: ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นของมอเตอร์ ส่งผลให้อุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ซึ่งมักใช้ในการลดพิกัด และเนื่องจากการบิดเบือนของรูปคลื่นเอาท์พุต ทำให้แรงดันพีคซ้ำ ๆ ของ มอเตอร์จึงส่งผลต่อ /kloc-

④ ปัญหาพิเศษในการออกแบบมอเตอร์และการเลือกสายเคเบิลเอาท์พุต

เนื่องจากฮาร์โมนิคจะทำให้อุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ความจุของมอเตอร์จึงต้องขยายอย่างเหมาะสม และต้องลดพารามิเตอร์ทางความร้อนลง ฮาร์โมนิคทำให้มอเตอร์สั่นสะเทือนและเพิ่มเสียงรบกวน มอเตอร์ควรได้รับการออกแบบให้มีเสียงรบกวนต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนที่อาจเกิดขึ้นได้ และความเร็ววิกฤตจะต้องหลีกเลี่ยงช่วงความเร็วการทำงานทั้งหมด ความเข้มข้นของความเค้นที่เกิดจากการเต้นเป็นจังหวะของแรงบิดอาจทำให้ส่วนประกอบของมอเตอร์เสียหาย และต้องเสริมกำลังส่วนสำคัญของมอเตอร์ รูปร่างร่องของสเตเตอร์และโรเตอร์ควรแตกต่างจากมอเตอร์มาตรฐานเพื่อลดการใช้ทองแดงที่เกิดจากฮาร์โมนิค ควรใช้แบริ่งแบบหุ้มฉนวน และควรติดตั้งแปรงคาร์บอนต่อสายดินบนเพลาเมื่อจำเป็น เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อแบริ่งจากกระแสของเพลา เนื่องจากรูปคลื่นเอาท์พุตประเภททั่วไปมีฮาร์โมนิคลำดับสูง ความต้านทานที่เท่ากันของไลน์จึงเพิ่มขึ้นเนื่องจากผลกระทบของผิวหนัง ในเวลาเดียวกัน เมื่ออินเวอร์เตอร์ส่งออกความถี่ต่ำ แรงดันเอาต์พุตจะลดลง และอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงต่อแรงดันเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นควรขยายพื้นที่หน้าตัดของสายเคเบิลเอาท์พุตหนึ่งระดับเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อแบบธรรมดา

⑤ การสั่นสะเทือนแบบบิด

ในระบบการแปลงความถี่แรงดันปานกลางกำลังสูง เนื่องจากมอเตอร์และโหลดทางกลมีความเฉื่อยในการหมุนสูง การสั่นสะเทือนแบบบิดมักเกิดขึ้นเมื่อความถี่ธรรมชาติของระบบกลไกเกิดขึ้นพร้อมกันกับความถี่การเต้นเป็นจังหวะของแรงบิดที่เกิดจากกระแสฮาร์มอนิกของมอเตอร์ การสั่นสะเทือนแบบบิดมากเกินไปอาจทำให้มอเตอร์และข้อต่อของระบบหรือชิ้นส่วนทางกลอื่นๆ ของระบบเสียหายได้

ส่งคำถาม