变频电机与普通电机的区别

普通感应电机与变频电机差别

普通感应电机可以实现变频控制，与变频电机用法没有差别。但

因为其仅按工频设计，相对变频电机，存在效率低、温升高、绝

缘容易老化、噪声和振动、冷却差等问题。具体分析如下:

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。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。

5、低转速时的冷却问题

首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较低时，电源中高次谐波

所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的

三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实

现恒转矩输出。

二、变频电动机的特点

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加。

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

在结构设计时，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。