Главна разлика између мотора напајаног фреквентном конверзијом и мотора напајаног синусоидним таласом мрежне фреквенције је у томе што, с једне стране, ради у широком фреквентном опсегу од ниске до високе фреквенције, а с друге стране, таласни облик напона није синусоидан. Анализом Фуријеових серија таласног облика напона, таласни облик напајања садржи више од 2N хармоника поред основне компоненте таласа (контролни талас) (број модулационих таласа садржаних у свакој половини контролног таласа је N). Када SPWM AC конвертор емитује снагу и примени је на мотор, таласни облик струје на мотору ће се појавити као синусни талас са суперпонираним хармоницима. Хармонична струја ће генерисати пулсирајућу компоненту магнетног флукса у магнетном колу асинхроног мотора, а пулсирајућа компонента магнетног флукса се суперпонира на главни магнетни флукс, тако да главни магнетни флукс садржи пулсирајућу компоненту магнетног флукса. Пулсирајућа компонента магнетног флукса такође доводи до тога да магнетно коло тежи засићењу, што има следеће ефекте на рад мотора:
1. Генерише се пулсирајући магнетни флукс
Губици се повећавају, а ефикасност опада. Пошто излаз напајања са променљивом фреквенцијом садржи велики број хармоника вишег реда, ови хармоници ће произвести одговарајућу потрошњу бакра и гвожђа, смањујући ефикасност рада. Чак и SPWM технологија синусоидне ширине импулса, која се тренутно широко користи, инхибира само ниже хармонике и смањује пулсирајући обртни момент мотора, чиме се проширује стабилан опсег рада мотора при малој брзини. А виши хармоници се не само да нису смањили, већ су се и повећали. Генерално, у поређењу са синусним напајањем мрежне фреквенције, ефикасност је смањена за 1% до 3%, а фактор снаге је смањен за 4% до 10%, тако да је хармонични губитак мотора под напајањем са фреквентном конверзијом велики проблем.
б) Генерисање електромагнетних вибрација и буке. Због постојања низа хармоника вишег реда, генерисаће се и електромагнетне вибрације и бука. Како смањити вибрације и буку већ је проблем за моторе напајане синусним таласом. За мотор напајан инвертором, проблем постаје компликованији због несинусоидне природе напајања.
ц) Пулсирајући обртни момент ниске фреквенције јавља се при малој брзини. Синтеза хармонијске магнетомоторне силе и хармонијске струје ротора, што резултира константним хармонијским електромагнетним обртним моментом и наизменичним хармонијским електромагнетним обртним моментом, наизменични хармонијски електромагнетни обртни момент ће изазвати пулсирање мотора, што утиче на стабилан рад при малој брзини. Чак и ако се користи SPWM режим модулације, у поређењу са синусним напајањем фреквенције напона, и даље ће постојати одређени степен хармоника нижег реда, што ће произвести пулсирајући обртни момент при малој брзини и утицати на стабилан рад мотора при малој брзини.
2. Генерисање импулсног напона и аксијалног напона (струје) на изолацији
а) Јавља се пренапон. Када мотор ради, примењени напон се често суперпонира са пренапоном генерисаним када се компоненте у уређају за конверзију фреквенције комутирају, а понекад је пренапон висок, што доводи до поновљеног електричног удара калема и оштећења изолације.
б) Генерисање аксијалног напона и аксијалне струје. Генерисање напона на вратилу је углавном последица постојања неравнотеже магнетног кола и феномена електростатичке индукције, што није озбиљно код обичних мотора, али је израженије код мотора напајаних напајањем са променљивом фреквенцијом. Ако је напон на вратилу превисок, стање подмазивања уљног филма између вратила и лежаја ће бити оштећено, а век трајања лежаја ће бити скраћен.
ц) Одвођење топлоте утиче на ефекат одвођења топлоте при раду на малој брзини. Због великог опсега регулације брзине мотора са променљивом фреквенцијом, он често ради на малој брзини при ниској фреквенцији. У овом тренутку, због веома мале брзине, ваздух за хлађење који обезбеђује метод хлађења сопственим вентилатором који користи обичан мотор је недовољан, па је ефекат одвођења топлоте смањен, па се мора користити хлађење независним вентилатором.
Механички утицаји су склони резонанцији, генерално, сваки механички уређај ће произвести резонанцију. Међутим, мотор који ради на константној фреквенцији снаге и брзини треба да избегне резонанцу са механичком природном фреквенцијом електричног фреквентног одзива од 50Hz. Када мотор ради са фреквентном конверзијом, радна фреквенција има широк опсег, а свака компонента има своју природну фреквенцију, што је лако постићи да резонује на одређеној фреквенцији.
Време објаве: 25. фебруар 2025.