ปัญหาทางเทคนิคของมอเตอร์ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟความถี่ผันแปร

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟการแปลงความถี่และมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นความถี่พลังงานคือในมือข้างหนึ่งมันทำงานในช่วงความถี่กว้างจากความถี่ต่ำถึงความถี่สูงและในทางกลับกัน ผ่านการวิเคราะห์แบบฟูริเยร์ซีรีย์ของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้ารูปคลื่นของแหล่งจ่ายไฟมีฮาร์โมนิกมากกว่า 2N นอกเหนือจากองค์ประกอบคลื่นพื้นฐาน (คลื่นควบคุม) (จำนวนคลื่นมอดูเลตที่มีอยู่ในแต่ละครึ่งของคลื่นควบคุมคือ N) เมื่อตัวแปลง SPWM AC ส่งออกพลังงานและนำไปใช้กับมอเตอร์รูปคลื่นปัจจุบันของมอเตอร์จะปรากฏเป็นคลื่นไซน์ที่มีฮาร์โมนิกซ้อนทับ กระแสฮาร์มอนิกจะสร้างส่วนประกอบฟลักซ์แม่เหล็กที่เร้าใจในวงจรแม่เหล็กของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและส่วนประกอบฟลักซ์แม่เหล็กที่เต้นแรงจะถูกทับบนฟลักซ์แม่เหล็กหลักเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กหลักมีส่วนประกอบฟลักซ์แม่เหล็กเต้นเป็นจังหวะ ส่วนประกอบฟลักซ์แม่เหล็กที่เต้นเป็นจังหวะยังทำให้วงจรแม่เหล็กมีแนวโน้มที่จะอิ่มตัวซึ่งมีผลต่อการทำงานของมอเตอร์ต่อไปนี้:

1. ฟลักซ์แม่เหล็กถูกสร้างขึ้น

การสูญเสียเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพลดลง เนื่องจากเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟความถี่ผันแปรมีฮาร์โมนิกลำดับสูงจำนวนมากฮาร์มอนิกเหล่านี้จะผลิตทองแดงและการใช้เหล็กที่สอดคล้องกันซึ่งลดประสิทธิภาพการทำงาน แม้แต่เทคโนโลยีความกว้างของพัลส์ไซน์ SPWM ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันเพียงยับยั้งฮาร์โมนิกต่ำและลดแรงบิดที่เร้าใจของมอเตอร์ซึ่งจะขยายช่วงการทำงานที่มั่นคงของมอเตอร์ด้วยความเร็วต่ำ และฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นไม่เพียง แต่ไม่ลดลง แต่เพิ่มขึ้น โดยทั่วไปเมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟของพลังงานความถี่พลังงานลดลงประสิทธิภาพลดลง 1% ถึง 3% และปัจจัยพลังงานจะลดลง 4% ถึง 10% ดังนั้นการสูญเสียฮาร์มอนิกของมอเตอร์ภายใต้แหล่งจ่ายไฟการแปลงความถี่จึงเป็นปัญหาใหญ่

b) สร้างการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากการมีอยู่ของชุดของฮาร์มอนิกที่มีลำดับสูงการสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้าและเสียงจะถูกสร้างขึ้น วิธีลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนเป็นปัญหาสำหรับมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นไซน์ สำหรับมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนโดยอินเวอร์เตอร์ปัญหาจะซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากลักษณะที่ไม่ใช่ sinusoidal ของแหล่งจ่ายไฟ

C) แรงบิดที่เกิดจากความถี่ต่ำเกิดขึ้นที่ความเร็วต่ำ แรงแม่เหล็กฮาร์มอนิกและการสังเคราะห์กระแสฮาร์มอนิกของโรเตอร์ส่งผลให้แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกคงที่และแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกสลับแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกจะทำให้มอเตอร์เต้นเป็นจังหวะซึ่งส่งผลต่อการทำงานที่มั่นคง แม้ว่าจะใช้โหมดการมอดูเลต SPWM เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟความถี่ของพลังงาน แต่ก็ยังคงมีระดับฮาร์มอนิกลำดับต่ำซึ่งจะสร้างแรงบิดที่เร้าใจด้วยความเร็วต่ำและส่งผลต่อการทำงานที่มั่นคงของมอเตอร์ด้วยความเร็วต่ำ

2. เพิ่มแรงดันไฟฟ้าแรงดันและแรงดันแกน (กระแส) เป็นฉนวนกันความร้อน

a) แรงดันไฟกระชากเกิดขึ้น เมื่อมอเตอร์ทำงานแรงดันไฟฟ้าที่ใช้มักจะซ้อนทับกับแรงดันไฟกระชากที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนประกอบในอุปกรณ์แปลงความถี่จะถูกสลับและบางครั้งแรงดันไฟฟ้าคลื่นก็สูงส่งผลให้เกิดการกระแทกด้วยไฟฟ้าซ้ำ ๆ

b) สร้างแรงดันแกนตามแนวแกนและกระแสแกน การสร้างแรงดันไฟฟ้าของเพลาส่วนใหญ่เกิดจากการมีอยู่ของความไม่สมดุลของวงจรแม่เหล็กและปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตซึ่งไม่ร้ายแรงในมอเตอร์ธรรมดา แต่มีความโดดเด่นมากขึ้นในมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟความถี่ผันแปร หากแรงดันไฟฟ้าของเพลาสูงเกินไปสถานะการหล่อลื่นของฟิล์มน้ำมันระหว่างเพลาและแบริ่งจะได้รับความเสียหายและอายุการใช้งานของแบริ่งจะสั้นลง

c) การกระจายความร้อนมีผลต่อผลการกระจายความร้อนเมื่อทำงานด้วยความเร็วต่ำ เนื่องจากช่วงการควบคุมความเร็วขนาดใหญ่ของมอเตอร์ความถี่ผันแปรจึงมักจะทำงานด้วยความเร็วต่ำที่ความถี่ต่ำ ในเวลานี้เนื่องจากความเร็วต่ำมากอากาศระบายความร้อนที่จัดทำโดยวิธีการระบายความร้อนของแฟนตัวเองที่ใช้โดยมอเตอร์ธรรมดาไม่เพียงพอและผลการกระจายความร้อนจะลดลงและต้องใช้การระบายความร้อนด้วยพัดลมอิสระ

อิทธิพลเชิงกลมีแนวโน้มที่จะกำทอนโดยทั่วไปอุปกรณ์เครื่องจักรกลใด ๆ จะสร้างปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ อย่างไรก็ตามมอเตอร์ที่ทำงานที่ความถี่และความเร็วคงที่ควรหลีกเลี่ยงการสั่นพ้องกับความถี่ธรรมชาติเชิงกลของการตอบสนองความถี่ไฟฟ้าที่ 50Hz เมื่อมอเตอร์ทำงานด้วยการแปลงความถี่ความถี่ในการทำงานจะมีช่วงกว้างและแต่ละองค์ประกอบมีความถี่ตามธรรมชาติของตัวเองซึ่งง่ายต่อการทำให้มันดังก้องด้วยความถี่ที่แน่นอน