DER UNTERSCHIED ZWISCHEN EINEM NORMALMOTOR UND EINEM MOTOR MIT VARIABLER FREQUENZ

Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen gewöhnlichen Motoren und Motoren mit variabler Frequenz in mehreren Aspekten, die sich hauptsächlich im Folgenden widerspiegeln:

1. Preisunterschied: Das ist für jeden offensichtlich. Motoren mit variabler Frequenz sind etwa 50 % teurer. Sie können sich besser an wechselnde Frequenzen anpassen, während normale Motoren nur mit einer festen Frequenz arbeiten können. Unter 35 Hz oder über 60 Hz können normale Motoren durchbrennen. Motoren mit variabler Frequenz bieten eine größere Variabilität und bewältigen höhere Arbeitslasten, erfordern komplexere Konstruktionen und leistungsstärkere Materialien, was im Allgemeinen zu einem höheren Preis führt. Gewöhnliche Motoren sind relativ günstiger.

2. Kühlsysteme: Der Kühlventilator eines gewöhnlichen Motors ist mit der Motorwelle verbunden und nutzt die Drehung des Motors, um den Ventilator anzutreiben. Daher kann eine unzureichende Kühlleistung bei niedrigen Drehzahlen zu Überhitzung und Durchbrennen führen. Bei einem herkömmlichen Motor sind Lüfter und Motor koaxial verbunden. Je schneller der Motor dreht, desto schneller dreht sich der Lüfter; Umgekehrt gilt: Je langsamer der Motor dreht, desto langsamer dreht sich der Lüfter. Dies liegt daran, dass der Lüfter bei niedrigen Frequenzen und niedrigen Drehzahlen keinen ausreichenden Luftstrom liefern kann, was zu einer Überhitzung des Motors führt. Bei einem Motor mit variabler Frequenz nimmt der Kühlluftstrom mit abnehmender Drehzahl proportional zur dritten Potenz der Drehzahl ab, was zu einer unzureichenden Wärmeableitung und einem schnellen Temperaturanstieg führt, was es schwierig macht, eine konstante Drehmomentabgabe zu erreichen. Motoren mit variabler Frequenz hingegen sind mit unabhängigen Kühlventilatoren ausgestattet und werden von unabhängigen Motoren angetrieben, wodurch ein konstant großer Luftstrom gewährleistet und das Problem der Wärmeableitung effektiv gelöst wird.

3. Unterschiedliche Isolationsklassen: Herkömmliche Motoren verwenden typischerweise eine Isolierung der Klasse B, die relativ niedrigen Temperaturen und Stromstößen standhält. Motoren mit variabler Frequenz müssen jedoch mit höheren Frequenzen und über einen größeren Drehzahlbereich betrieben werden. Die höchste Frequenz, die ein Motor mit variabler Frequenz erreichen kann, liegt bei etwa 100 Hz oder sogar höher. Daher sind sie erheblichen Stromstößen ausgesetzt, die eine Isolierung der Klasse F oder noch stärkere Isoliermaterialien erfordern, um den durch hochfrequente Ströme und Spannungen verursachten Schäden standzuhalten.

4. Frequenzumrichter erzeugen im Betrieb Oberwellen unterschiedlicher Frequenz. Die Spannung und der Strom bewirken, dass der Motor unter nicht-sinusförmigen Spannungs- und Strombedingungen arbeitet. Diese Oberwellen höherer Ordnung erhöhen Statorverluste, Rotorverluste, Eisenverluste und zusätzliche Verluste. Der deutlichste Anstieg ist bei den Rotorkupferverlusten zu verzeichnen. Diese Verluste erhöhen die Wärmeentwicklung des Motors, verringern den Wirkungsgrad und verringern die Ausgangsleistung. Während der Temperaturanstieg bei einem herkömmlichen Motor im Allgemeinen höher ist, zwingt die Trägerfrequenz eines Frequenzumrichters, die zwischen mehreren tausend und mehreren zehn Kilohertz liegt, die Statorwicklungen des Motors dazu, einem sehr hohen Spannungsanstieg standzuhalten, was dem Anlegen einer sehr steilen Stoßspannung an den Motor entspricht. Bei Verwendung gewöhnlicher Materialien erhöht sich der Temperaturanstieg eines herkömmlichen Motors im Allgemeinen um 10 bis 20 % und die Windungsisolation des Motors wird einem strengeren Test unterzogen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Isolierung des Motors zur Erde und die Isolierung zwischen den Windungen zu verstärken, insbesondere angesichts der Fähigkeit des Isoliermaterials, Stoßspannungen standzuhalten.

5. Unterschiedliche elektromagnetische Belastbarkeiten, Siliziumstahlbleche und Wicklungsmaterialien: Gewöhnliche Motoren neigen während des Betriebs zur Sättigung des Magnetkreises, was ihre Leistung im Betrieb mit variabler Frequenz einschränkt. Motoren mit variabler Frequenz verhindern durch die Erhöhung der elektromagnetischen Belastung, die Verwendung von mehr Siliziumstahlblechen und die Verwendung hochwertigerer, dünnerer Siliziumstahlbleche und -wicklungen die Sättigung des Magnetkreises, sodass sie bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment liefern und die Motorleistung und -effizienz verbessern können.

6. Harmonische elektromagnetische Geräusche unterscheiden sich von Vibrationen: Wenn normale Motoren von Frequenzumrichtern angetrieben werden, werden Vibrationen und Geräusche, die durch elektromagnetische, mechanische und Belüftungsfaktoren verursacht werden, komplexer. Die Oberwellen in der Stromversorgung des Frequenzumrichters stören die inhärenten Oberwellen der elektromagnetischen Komponenten des Motors, wodurch verschiedene elektromagnetische Erregungskräfte entstehen und die Geräuschentwicklung zunimmt. Da Motoren über einen weiten Betriebsfrequenzbereich und einen großen Drehzahlschwankungsbereich verfügen, ist es für die Frequenzen verschiedener elektromagnetischer Kraftwellen schwierig, die inhärenten Vibrationsfrequenzen der Strukturkomponenten des Motors zu vermeiden. Wenn die Netzfrequenz niedrig ist, sind die Verluste durch höhere Harmonische im Netz größer.

7. Mechanische Struktur:** Motoren mit variabler Frequenz (VFD) verfügen über stärkere Lager, wodurch sie sich an ein breiteres Anwendungsspektrum anpassen können, während normale Motoren relativ schwächere Lager haben. VFD-Motoren stellen höhere Anforderungen an die Vibrations- und Geräuschdämmung. Die Steifigkeit der Motorkomponenten und der Gesamtstruktur muss vollständig berücksichtigt werden und die Eigenfrequenz sollte maximiert werden, um Resonanz mit verschiedenen magnetischen Wellen zu vermeiden. Bei Motoren mit einer Leistung über 160 kW sollten bei VFD-Motoren Maßnahmen zur Lagerisolierung eingesetzt werden. Dies liegt vor allem daran, dass die Asymmetrie des Magnetkreises einen Wellenstrom erzeugt, der in Kombination mit dem durch Hochfrequenzkomponenten erzeugten Strom den Wellenstrom erheblich erhöht und zu Lagerschäden führt. Daher sind grundsätzlich Dämmmaßnahmen erforderlich. Bei VFD-Motoren mit konstanter Leistung und Drehzahlen über 3000 U/min sollte hochtemperaturbeständiges Spezialfett verwendet werden, um den Temperaturanstieg in den Lagern auszugleichen.

8. Geschwindigkeitsregulierungsleistung: Gewöhnliche Motoren haben eine feste Geschwindigkeit, für deren Änderung externe Einstellgeräte erforderlich sind. Die Drehzahl gewöhnlicher Motoren wird durch die Netzfrequenz festgelegt. VFD-Motoren hingegen können sanfte Drehzahländerungen über einen größeren Drehzahlbereich erzielen, den Anforderungen unterschiedlicher Betriebsbedingungen gerecht werden und verfügen über Sanftanlauf- und Schnellbremsfunktionen. VFD-Motoren unterstützen eine stufenlose Geschwindigkeitsregulierung von 0 bis 100 %. Geschwindigkeitsregulierungsleistung: Gewöhnliche Motoren haben eine feste Geschwindigkeit und erfordern externe Einstellgeräte, um die Geschwindigkeit zu ändern. Die Drehzahl normaler Motoren wird durch die Netzfrequenz festgelegt, während VFD-Motoren sanfte Drehzahländerungen über einen größeren Bereich erzielen können, den Anforderungen unterschiedlicher Betriebsbedingungen gerecht werden und über Sanftanlauf- und Schnellbremsfunktionen verfügen. VFD-Motoren unterstützen eine stufenlose Geschwindigkeitsregelung von 0 bis 100 %.

9. Betriebsstabilität: Herkömmliche Motoren, die von Frequenzumrichtern angetrieben werden, leiden unter starken Rampenstörungen. Frequenzumrichtermotoren reduzieren Geräusche und Spannungsunterschiede durch optimiertes Batteriedesign. Sie verwenden außerdem spezielle Lager und Anti-{3}Alterungsmaterialien, wodurch sich ihre Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Motoren um 50 % verlängert.

10. Verschiedene Anwendungen: Normalmotoren eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Drehzahlstabilität, einen geringen Anlaufstromstoß und eine einfache Wartung erfordern, wie z. B. Lüfter und Pumpen. Frequenzumrichtermotoren hingegen werden in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Drehzahlregelung, eine hohe Betriebseffizienz und Energieeinsparung erfordern, wie z. B. CNC-Werkzeugmaschinen, Aufzüge, Textilmaschinen und Kompressoren.