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变频器谐波对电机转矩的影响

信息发布来源:直线步进电机供应商振合机电

电机的转矩主要取决于绕组电流和气隙磁场。绕组电流的谐波分量直接与电源谐波有关,而影响气隙磁场谐波分量的因素比较复杂。正弦波电源供电时由于绕组空间分布和气隙的不均匀,基波电流也会产生异步、同步以及附加转矩。

异步附加转矩是由气隙磁场中各次谐波与其在转子绕组中感应的转子谐波电流所产生的转子磁场相匀_作用所产生的转矩。该转子谐波电流的磁场与产生该转子谐波电流的定子谐波磁场在各种转子速度下都保持同步旋转而相对静止,故可产生平均转矩,这与基波磁场产生异步转矩情况是相似的。异步谐波转矩将使电机的总电磁转矩曲线略有减小,而目在各谐波的同步速附近出现下四,可能非电机的起动造成困难。

电机(TFW2系列无刷电机)运行在某转速下,极数相同的某定子和转子谐波磁场转速相同而相对静止,可相匀作用产生类似于同步电机中的转矩,称为同步谐波转矩。这种同步谐波转矩叠加在基波磁场的异步转矩上,是电机的合成转矩在该电机转速下发生突变,产生“同步谷”现象。如果转矩在该点突降值较大时,这有可能使电机卡在该转速起动不起来。但同步谐波转矩是在特定转速下产生的,当电机的转速离开该点后,则产生同步转矩的一对定转子谐波磁场将失去同步,随之它们相互作用产生的转矩值将做正,负交替变化,其平均值为零。

对于变频器供电的异步电机,上述各种谐波转矩自然都会存在,而目由于供电电源中存在时间谐波,每一次时间谐波都将同基波电流一样,产生一系列的异步、同步和脉动谐波转矩。因此在变频器供电的异步电机中,谐波转矩分量要比正,弦波供电时大。异步和同步谐波转矩主要是影响电机的起动性能,而对于变频器供电的异步电机来说,可以通过改变供电频率的方式起动使电机在恒定转矩下逐渐升速,而不必担心有固定频率电源供电时的异步电机加速过程中的所谓“死点”。因此,电源谐波产生的异步和同步附加转矩对变频交流调速电机不会有多少影响。

脉动转矩有空间不同转速的旋转磁场相匀工作用而产生,相对运行一周产生转矩的平均值为零。脉动转矩卞要由基频电压产生的基波极对数磁场与高次谐波电压产生的空间谐波磁场相匀工作用而产生。

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