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變頻器諧波對電機轉矩的影響

信息發布來源:直線步進電機供應商振合機電

電機的轉矩主要取決于繞組電流和氣隙磁場。繞組電流的諧波分量直接與電源諧波有關,而影響氣隙磁場諧波分量的因素比較復雜。正弦波電源供電時由于繞組空間分布和氣隙的不均勻,基波電流也會產生異步、同步以及附加轉矩。

異步附加轉矩是由氣隙磁場中各次諧波與其在轉子繞組中感應的轉子諧波電流所產生的轉子磁場相勻_作用所產生的轉矩。該轉子諧波電流的磁場與產生該轉子諧波電流的定子諧波磁場在各種轉子速度下都保持同步旋轉而相對靜止,故可產生平均轉矩,這與基波磁場產生異步轉矩情況是相似的。異步諧波轉矩將使電機的總電磁轉矩曲線略有減小,而目在各諧波的同步速附近出現下四,可能非電機的起動造成困難。

電機(TFW2系列無刷電機)運行在某轉速下,極數相同的某定子和轉子諧波磁場轉速相同而相對靜止,可相勻作用產生類似于同步電機中的轉矩,稱為同步諧波轉矩。這種同步諧波轉矩疊加在基波磁場的異步轉矩上,是電機的合成轉矩在該電機轉速下發生突變,產生“同步谷”現象。如果轉矩在該點突降值較大時,這有可能使電機卡在該轉速起動不起來。但同步諧波轉矩是在特定轉速下產生的,當電機的轉速離開該點后,則產生同步轉矩的一對定轉子諧波磁場將失去同步,隨之它們相互作用產生的轉矩值將做正,負交替變化,其平均值為零。

對于變頻器供電的異步電機,上述各種諧波轉矩自然都會存在,而目由于供電電源中存在時間諧波,每一次時間諧波都將同基波電流一樣,產生一系列的異步、同步和脈動諧波轉矩。因此在變頻器供電的異步電機中,諧波轉矩分量要比正,弦波供電時大。異步和同步諧波轉矩主要是影響電機的起動性能,而對于變頻器供電的異步電機來說,可以通過改變供電頻率的方式起動使電機在恒定轉矩下逐漸升速,而不必擔心有固定頻率電源供電時的異步電機加速過程中的所謂“死點”。因此,電源諧波產生的異步和同步附加轉矩對變頻交流調速電機不會有多少影響。

脈動轉矩有空間不同轉速的旋轉磁場相勻工作用而產生,相對運行一周產生轉矩的平均值為零。脈動轉矩卞要由基頻電壓產生的基波極對數磁場與高次諧波電壓產生的空間諧波磁場相勻工作用而產生。

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