另一方面,在工频以上运转时,因采用变频器输出电压一定的控制,电动机为恒定输出功率特性。此时,电动机电流随着频率的升高而减小,冷却效果也提高,故温度上升方面的问题不大。但由轴承的容许转速、转动部分的强度、噪音、振动等条件,限定了最大的容许转速值。
5.2 变频器的浪涌电压
对于变频器的电源,其换流操作产生浪涌电压。为此,在电动机的线圈处,施加了取决于变频器频率和控制方式的、一定交变周期的浪涌电压,这一浪涌电压对线圈的绝缘将造成大的影响。
而且,在通用变频器中, 电压急速建立因电动机容量、绕线方式等的差异,
的电压施加于电动机时,线圈之间的电压分配,在靠近电源测的第一线圈上电压偏高。所以,必须确保线圈之间的绝缘强度及其协调性。
变频器一旦将工频电源整流成直流,因利用开关控制,故输出电压的峰值通常为直流电压E以下(直流电压E为工频电源电压有效值的一定倍数,如AC440V时约DC620V, 其倍数 1.4)。
变频器与电动机之间配线的电感(L), 配线之间的杂散电容(C), 在开关切换时因LC共振产生的浪涌电压,将与变频器的输出电压叠加,其结果如图5所示。对比变频器的输出电压峰值,出现了电动机输入侧端子电压升高的现象。该电动机的端子电压峰值,理论上达到最高回路电压(变频器输出电压峰值)的2倍(620 2=1240V),也就是,由于开关切换速度和配线长度的不同,产生的电压也不同。根据其原理,特别
在PWM方式变频器中,浪涌电压是不可避免的。
图6所示为,400系列变频器与电动机之间,相应于配线长度的电动机输入端子电压进行实测的例子。从图6可见,电动机端子电压随配线长度的增加而升高。可确认变频器输出电压约2倍时达到饱和。而且,开关速度更快的IGBT,即使配线长度短,电动机的端子电压也更高。还能确认,配线长度增加时的饱和电压大致是相同的。
下面,在已装设的冷水泵实例中,对变频器驱动场合的节能效果予以介绍。一般,电动机绝缘寿命约为40000h。按照使用环境、条件不能一概而论。电动机的使用时间按一日8h计,绝缘寿命大致标准约15年。并且,对已装设的电动机,大多尚未采取变频器浪涌电压的对策,特别400V级的电动机改为变频器驱动时,会因变频器的浪涌电压导致绝缘劣化而烧损。因此,引入变频器驱动时,建议对电动机的更换也要同时进行研讨。