變頻電機與普通電機的區別

更新時間：2016-05-07

點擊次數：3686

變頻電機是可以根據工作需要，通過改變電機的的頻率來達到所要的轉速要求，
當然還增加了強冷風扇，用來保證電機在低轉速下的冷卻。
變頻電機的特點
1、電磁設計
對普通異步電動機來說，再設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和功率因數。而變頻電動機，由于臨界轉差率反比于電源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下：
1）盡可能的減小定子和轉子電阻
減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增。
2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調速范圍內阻抗匹配的合理性。 ;
3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。

2、結構設計
再結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：
1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。
2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。
3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。
4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱，也會產生軸電流，當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。
5）對恒功率變頻電動機，當轉速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。

3、另外還有
1、從工頻的角度看，變頻電機是劣質電機，普通電機才是好電機；
2、由于變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電，含有大量諧波，一般需要經過電抗器濾波后才能進入普通電機，否則普通電機會發熱；
3、為了適應變頻器輸出的PWM調寬波模擬正弦交流電含有大量諧波，專門制作的變頻電機，其作用實際上可理解為電抗器加普通電機；
4 那就是說，同功率的變頻電機比普通電機鐵心截面要大，線圈匝數要多，線徑要大，絕緣要高，專門的冷卻風扇電機；
5、為了適應弱磁調速的需要，考慮了軸承的承受能力及高速轉子動平衡；
6、這種變頻電機不具備更好的轉矩特性，只是克服了普通電機不適應PWM調寬波模擬正弦交流電的需要；
7、如果變頻電機不具備上述特點和要求，那就是假的變頻電機。

變頻電機與普通電機的區別有哪些？

變頻電機可在其調速范圍內可任意調速，而電機不會損壞，一般國產的普通電機大部分只能在AC380V/50HZ的條件下運行，普通電機能降頻或升頻使用，但范圍不能太大，否則電機會發熱甚至燒壞。

普通風機內散熱風扇跟風機機芯用同一條線，而變頻風機中這兩個是分開的。所以普通風機變頻過低時，可能會因過熱而燒掉。

變頻電機由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變頻器來驅動的，但在實際中為了節約資金，在很多需要調速的場合都用普通電機代替變頻電機，但普通電機的調速精度不高，在風機、水泵的節能改造中經常這樣做。在用普通電機代替變頻電機時變頻器的載波頻率盡量低一點，以減少高頻對電機的絕緣損壞。

變頻調速電機

變頻調速電機簡稱變頻電機，是變頻器驅動的電動機的統稱。

1簡介

變頻調速電機簡稱變頻電機，是變頻器驅動的電動機的統稱。實際上為變頻器設計的電機為變頻電機，電機可以在變頻器的驅動下實現不同的轉速與扭矩，以適應負載的需求變化。變頻電動機由傳統的鼠籠式電動機發展而來，把傳統的電機風機改為獨立出來的風機，并且提高了電機繞組的絕緣性能。在要求不高的場合如小功率和頻率在額定工作頻率工作情況下，可以用普通鼠籠電動機代替。

主要參數

品牌：ABB
　　產品類型：三相異步電動機
　　型號：QABP 4KW-4P
　　極數：4極
　　額定功率：4KW
　　額定電壓：380/415/440（V）
　　額定轉速：1450（rpm）
　　產品認證：CE
　　應用范圍：機械設備行業均可

技術特點

效率高

達到歐洲CEMEP-EU效率等級電機標準二級值，符合中華人民共和國國家標準GB18613-2002中小型三相異步電動機能效限定值。

雙頻寬電壓

電壓范圍220V~690V，適用50Hz和60Hz電源。

噪聲低

通過優化電磁設計、通風狀況、結構尺寸等技術，M2JA系列電動機的噪聲較低。

軸承負載能力高

電動機選用深溝球軸承，壽命長，80-132中心高電動機為*型潤滑，160-355設有加油裝置。

可靠性好

電動機為全封閉風冷結構，防護等級IP55，材料及工藝符合環境要求。電動機機械強度高，堅固耐用，防銹防腐性強。繞組可靠性好，采用F級絕緣結構，B級考核。并可根據用戶需要增加PTC熱敏電阻或熱敏開關。
　　本系列電機功率從0.25KW-315KW，機座中心高從71mm-355mm。可廣泛應用于輕工，紡織，化工，冶金，機床等需要調速轉動裝置的行業中，是一種理想的調速動力源。

2特殊設計

電磁設計

對于變頻電動機，由于臨界轉差率反比于電源頻率，可以在臨界轉差率接近1時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下：

1）盡可能的減小定子和轉子電阻。

減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波引起的銅耗增

2）為抑制電流中的高次諧波，需適當增加電動機的電感。但轉子槽漏抗較大其集膚效應也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動機漏抗的大小要兼顧到整個調速范圍內阻抗匹配的合理性。

3）變頻電動機的主磁路一般設計成不飽和狀態，一是考慮高次諧波會加深磁路飽和，二是考慮在低頻時，為了提高輸出轉矩而適當提高變頻器的輸出電壓。

結構設計

在結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：

1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。

2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。

3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。

4）防止軸電流措施，對容量超過160KW電動機應采用軸承絕緣措施。主要是易產生磁路不對稱，也會產生軸電流，當其他高頻分量所產生的電流結合一起作用時，軸電流將大為增加，從而導致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。

5）對恒功率變頻電動機，當轉速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補償軸承的溫度升高。

3原理

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。21世紀初期，使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

4特點

B級溫升設計，F級絕緣制造。采用高分子絕緣材料及真空壓力浸漆制造工藝以及采用特殊的絕緣結構，使電氣繞組采用絕緣耐壓及機械強度有很大提高，足以勝任馬達之高速運轉及抵抗變頻器高頻電流沖擊以及電壓對絕緣之破壞。平衡質量高，震動等級為R級（降振級）機械零部件加工精度高，并采用高精度進口軸承，可以高速運轉。強制通風散熱系統，全部采用進口軸流風機*、高壽命，強勁風力。保障馬達在任何轉速下，得到有效散熱，可實現高速或低速長期運行。經AMCAD軟件設計的YP系列電機，與傳統變頻電機相比較，具備更寬廣的調速范圍和更高的設計質量，經特殊的磁場設計，進一步抑制高次諧波磁場，以滿足寬頻、節能和低噪音的設計指標。具有寬范圍恒轉矩與功率調速特性，調速平穩，無轉矩脈動。與各類變頻器均具有良好的參數匹配，配合矢量控制，可實現零轉速全轉矩、低頻大力矩與高精度轉速控制、位置控制及快速動態響應控制。YP系列變頻電機可配制剎車器，編碼器供貨，這樣即可獲得停車，和通過轉速閉環控制實現高精度速度控制。采用“微電機+變頻電機+編碼器+變頻器”實現超低速無級調速的控制。YP系列變頻電機通用性好，其安裝尺寸符合IEC標準，與一般標準型電機具備可互換性。

5優點

1、具備有啟動功能

2、采用電磁設計，減少了定子和轉子的阻值

3、適應不同工況條件下的頻繁變速

4、在一定程度上節能

6區別

普通電機是根據市電的頻率和相應的功率設計的，只有在額定的情況下才能穩定運行。變頻電機就不同了，變頻電機要克服低頻時的過熱與振動，所以變頻電機在設計上要比普通電機性能要好一點。

7試驗

變頻電機試驗一般需要采用變頻器供電，由于變頻器輸出頻率具有較寬的變化范圍，且輸出的PWM波含有豐富的諧波，傳統的互感器及功率計已經不能滿足試驗的測量需要，而一般的霍爾電壓、電流傳感器不對直接影響功率準確度測量的角差指標進行控制和標稱，應該采用有明確比差和角差指標的變頻功率分析儀及變頻功率傳感器等作為主電量測量儀器。

變頻電機試驗臺及測量儀器儀表(10張)

8應用

21世紀，變頻調速已經成為主流的調速方案，可廣泛應用于各行各業無級變速傳動。

特別是隨著變頻器在工業控制領域內日益廣泛的應用，變頻電機的使用也日益廣泛起來，可以這樣說由于變頻電機在變頻控制方面較普通電機的*性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機的身影。

普通三相異步電動機與變頻電動機的區別

普通的三相異步電動機可以用變頻器驅動嗎？

普通的三相異步電動機與變頻調速的三相異電動機有何區別？

普通異步電機與變頻電機的區別——普通異步電動機都是按恒頻恒壓設計的，不可能完

全適應變頻調速的要求。

以下為變頻器對電機的影響：

1、電動機的效率和溫升的問題

不論那種形式的變頻器，在運行中均產生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正

弦電壓、電流下運行。據資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1（u為調制比）。

高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，zui為顯著

的是轉子銅（鋁）耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應的同步轉速旋轉的，因此，高次諧波電壓以較大的轉差切割轉子導條后，便會產生很大的轉子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應所產生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。

2、電動機絕緣強度問題

目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫，

這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。另外，由PWM變頻器產生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構成威脅，對地絕緣在高壓的反復沖擊下會加速老化。

3、諧波電磁噪聲與震動

普通異步電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪

聲變的更加復雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產生共振現象，從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬，轉速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構件的固有震動頻率。

4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力

由于采用變頻器供電后，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，

并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現頻繁啟動和制動創造了條件，因而電動機的機械系統和電磁系統處于循環交變力的作用下，給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。

5、低轉速時的冷卻問題

首先，異步電動機的阻抗不盡理想，當電源頻率較底時，電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，普通異步電動機在轉速降低時，冷卻風量與轉速的三次方成比例減小，致使電動機的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實現恒轉矩輸出。

6、電磁設計

對普通異步電動機來說，在設計時主要考慮的性能參數是過載能力、啟動性能、效率和

功率因數。而變頻電動機，由于臨界轉差率反比于電源頻率，可以在臨界轉差率接近1

時直接啟動，因此，過載能力和啟動性能不在需要過多考慮，而要解決的關鍵問題是如何改善電動機對非正弦波電源的適應能力。方式一般如下：

1）盡可能的減小定子和轉子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補高次諧波

引起的銅耗增加。

7、結構設計

在結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻

方式等方面的影響，一般注意以下問題：

1）絕緣等級，一般為F級或更高，加強對地絕緣和線匝絕緣強度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。

2）對電機的振動、噪聲問題，要充分考慮電動機構件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。

3）冷卻方式：一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動。

5）對恒功率變頻電動機，當轉速超過3000/min時，應采用耐高溫的特殊潤滑脂，以補

償軸承的溫度升高。

8、變頻電機可在0.1HZ ~ 130HZ范圍內長期運行。

9、普通電機能長期運行的變頻范圍：

2極電機能在20 ~ 65hz 頻率范圍內長期運行，工頻狀態下其同步轉速為3000r/min；

4極電機能在25 ~ 75hz 頻率范圍內長期運行，工頻狀態下其同步轉速為1500r/min；

6極電機能在30 ~ 85hz 頻率范圍內長期運行，工頻狀態下其同步轉速為1000r/min；

8極電機能在35 ~ 100hz 頻率范圍內長期運行，工頻狀態下其同步轉速為750r/min 。

1）計算方法：當電機轉差率S＝0時，其轉速n的計算 n＝P(60f)(1－S) ＝P(60f)

P—電機極對數(4極電機P＝2)；S—電機轉差率(理想狀態為0)；f—工頻電源頻率(50Hz)

2極電機理想狀態下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝1(60×50)＝3000r/min

4極電機理想狀態下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝2(60×50)＝1500r/min

6極電機理想狀態下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝3(60×50)＝1000r/min

8極電機理想狀態下的轉速（同步轉速）：n＝P(60f)(1－S)＝4(60×50)＝750r/min

鑒于上述情況，當電機處于頻率、轉速很低、功率較大的工況時，不能將普通三相異步電動機用變頻器驅動。而普通三相異步電動機僅在上述變頻范圍內，才能用變頻器驅動。

2）普通的三相異步電動機與變頻調速的三相異步電動機區別1：

在設計上會有些區別，變頻電機因為考慮到諧波和波形畸變的影響，在絕緣和散熱等問題上有更嚴格的要求。但是普通三相異步電動機在上述變頻范圍內，也可以用變頻器驅動，注意散熱就可以了，這已很常用了，不要在低頻10Hz以下工作。

3）普通的三相異步電動機與變頻調速的三相異步電動機區別2：

在結構及選材上都有些區別，主要是為了考慮散熱及高/低頻轉矩等問題，一般變頻電機的風機都是獨立供電的，不與轉子使用同一根軸。變頻電機的頻率范圍更寬，有的可以達到180HZ以上。普通電機只能在50HZ內調速，另外，普通電機散熱不如變頻電機好。變頻電機可在低頻1.5HZ左右工作，普通電機在低頻10Hz以上工作。