抽象的。
本文阐述了变频电机的特点、变频电机的应用及控制原理，重点介绍了变频电机的设计特点，并对变频电机与普通电机的应用进行了比较。
关键词
交流调速技术；逆变器；无级变速；绝缘等级；矢量控制；直接扭矩控制，电动机，VFD电机，制造商
介绍
随着电力电子和新型半导体器件的快速发展，交流调速技术不断完善和提高，变频器以其良好的输出波形和优异的性价比在交流电机中得到广泛应用。
例如：轧钢厂用大型电机和中小型滚筒电机、铁路和城市轨道交通用牵引电机、电梯电机、集装箱起重设备用起重电机、泵、风机用电机、压缩机、家用电器用电机等。一直采用交流变速电机配合变频驱动，取得了良好的效果。
采用交流变频调速电机比直流调速电机具有显着的优势。
(1)速度调节简单方便，节省能源。
(2)交流异步电动机结构简单、体积小、惯量小、成本低、维护方便、耐用。
3）可扩展容量，实现高速、高压运行。
4）可实现软启动和快速制动。
5）无火花、防爆、环境适应性强。
近年来，变频调速传动装置以每年13%～16%的速度增长，并有逐步取代大部分直流调速传动装置的趋势。
由于采用恒频恒压电源工作的普通异步电动机应用于变频调速系统时有很大的局限性，为此，根据使用场合和使用要求设计的专用变频交流电动机发达。
主要有低噪音、低振动的变频电机、改善低速扭矩特性的变频电机、高速变频电机、带测速发电机的电机和矢量控制变频电机。
变频电机的主要特点及控制原理
变频专用电机具有以下特点。
(1)B级温升设计，F级绝缘制造。
采用高分子绝缘材料和真空压力浸漆制造工艺以及特殊的绝缘结构，大大提高了电机绕组的绝缘耐压和机械强度，能够满足电机的高速运行和抵抗变频器和变频器的高频电流冲击。电压损坏绝缘。
(2)平衡质量高，振动等级R(减振等级)机械零件加工精度
The use of special high-precision bearings, can be high-speed operation in motor's speed.
(3)强制通风散热系统，全部采用进口轴流风机超静音、高寿命、风力强劲。
保护电机在任何转速下，得到有效散热，可实现高速或低速长期运行。
4）与传统变频电机相比，
具有更宽的调速范围和更高的设计品质，通过特殊的磁场设计，进一步抑制高次谐波磁场，以满足宽频、节能、低噪音的设计指标。
5）具有大范围的恒转矩和功率调速特性，调速平稳，无转矩脉动。
与各类变频器有良好的参数匹配，配合矢量控制，可实现零速全转矩、低频大转矩和高精度速度控制、位置控制和快速动态响应控制。
(6)变频专用电机可加装制动器和编码器，
从而获得准确停车，并通过闭环速度控制实现高精度速度控制。
Adopting "reducer + inverter special motor + encoder + inverter" to realize precise control of ultra-low speed step less speed regulation.
(7)变频电机通用性好，
安装尺寸符合IEC标准，可与通用标准电机互换。
当转速变化不大时，异步电机的转速与频率成正比，因此改变电源的频率就可以改变异步电机的转速。
在频率调节中，主通量预计保持恒定。
如果主磁通大于正常运行时的磁通，磁路就会过饱和，励磁电流增大，功率因数降低。
如果主磁通小于正常运行时的磁通，电机扭矩将会减小。
21世纪初，所使用的逆变器主要采用AC-DC方式（VVVF变频或矢量控制变频），先将交流电源通过整流器变换为直流电，然后再将直流电变换为频率和频率。电压。
直流电源经整流器转换为直流电，再转换为频率和电压受控的交流电，供给三相电机。
逆变电路一般由整流器、中间直流环节、逆变器和控制四部分组成。
整流器为三相桥式不控整流器，逆变器为PWM波形输出的IGBT三相桥式逆变器，中间直流环节起滤波、直流储能和缓冲无功功率的作用。
VFD motor - Frequency conversion motor application
变频电机已成为主流调速方案，可广泛应用于各行各业的无级变速传动。
特别是随着变频器在工业控制领域的应用日益广泛，变频电机的使用范围也日益扩大，由于变频电机相对于普通电机在变频调速方面的优越性，凡是使用变频器的地方就有变频电机。
高压变频装置国有化的社会效益显着，主要是节能、节约资源和减少环境污染。
消除交流电机的启动冲击和对电网的冲击，降低电机及设备的故障率。
提高控制精度和自动化程度。
变频调速的经济效益是显着的。
对于离心泵和风机来说，流体流量与一次侧转速成正比，扭矩与二次侧转速成正比，功率与三次侧转速成正比，转速减小，电机功耗减小三个方向，因此变频调速的节电效果非常显着。
如果流量减小，则转速减小，电流减小，电机的功耗减小，理论上可以节能。
如果原来采用风门、阀门调节，流量减小，压头增大，电机功率减小，所以说变频调速比风门、阀门式调节节能。
除了节能高效之外，对于不同的负载，还有一些间接的经济效益，主要是可以提高功率因数，实现软启动，减少启动力矩对电机的电气和机械损伤，平稳、稳定、高精确控制。
进入21世纪，变频调速已成为主流调速方案，可广泛应用于各行各业的无级变速传动。
变频电机的设计特点
3.1 电磁设计
普通异步电动机设计时考虑的主要性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。
对于变频电机，由于临界调节率与电源频率成反比。
当临界调节率接近1时可直接启动。
Therefore, the overload capacity and starting performance no longer need much consideration, and the key issue to be solved is how to improve the motor's adaptability to the non-sinusoidal power supply.
电磁设计重点关注以下几个方面：
1）尽可能降低定子、转子电阻，降低定子电阻可以降低基波铜耗，以补偿高次谐波带来的铜耗增加。
2）为了抑制电流中的高次谐波，需要适当增大交流电机的电感。
但转子槽漏电阻较大，集肤效应也较大，高次谐波铜耗也增加。
因此，电机漏抗的大小应考虑全转速范围内阻抗匹配的合理性。
3）变频电机主磁路一般设计为不饱和，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑低频时，应适当提高变频器的输出电压以提高输出扭矩。
3.2 结构设计
结构设计，主要还要考虑非正弦功率特性对变频电机绝缘结构、振动、噪声、冷却方式等的影响，一般要注意以下问题。
(1)绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘承受冲击电压的能力。
(2)电机的振动和噪声，应充分考虑电机部件及整体的刚性，尽量提高其固有频率，避免与各力波产生共振现象。
(3)冷却方式：一般采用强制通风冷却，即主电机冷却风扇由独立电机驱动。
(4)防止轴电流的措施，160KW以上的电动机应采取轴承绝缘措施。
主要是容易产生磁路不对称，也会产生轴电流。
当其他高频分量产生的电流组合在一起时，轴电流会大大增加，从而导致轴承损坏，因此一般应采取绝缘措施。
5）对于恒功率变频电机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温专用润滑脂，以补偿轴承的温升。
变频电机与普通电机的区别
国内普通电机大部分只能在AC380V/50HZ条件下运行，普通电机可以减少或增加使用频率。
但范围不能太大，否则电机会发热甚至烧毁。变频电机可以在其转速范围内的任意转速下使用，并且不会损坏电机。
In general, frequency conversion induction motor with 100% rated load in the range of 10% to 100% rated speed continuous operation, the temperature rise will not exceed the motor's standard allowable value.
普通电机的散热大多为空气自冷式，电机散热依靠电机端部两个叶轮的翻动。
当电机转速较低时，电机的散热就成为问题。
与普通电机相比，变频电机的价格并没有贵多少，而且优势也很明显。
Inverter motor adopts "special inverter induction motor + inverter" AC speed control method, so that the degree of mechanical automation and production efficiency is greatly improved, equipment miniaturization, increase comfort.
超过3000r/min时，应使用耐高温的专用润滑脂，以补偿轴承的温升。
二次转矩负载，当转速降低时，转矩也降低，发热也减少，适合选用普通电机进行变频，在实际转速不低于同步转速的40%时使用。
其他负载在60%同步转速及以上运行时，采用普通电机。
25%-60%同步转速运行时，采用外置强制冷却变频笼型三相异步电动机，即变频专用电机。
当转速低于25%同步转速时，采用完全强制冷却电机。即矢量特种电机。
不同的变频控制方式所控制的速度是不同的。
U/F控制方式控制速度范围为150-1470m/min；无速度传感器矢量控制和直接转矩控制的速度控制范围为60-1500m/min；采用速度传感器矢量控制和直接转矩控制的速度控制范围，控制速度范围为5-1500m/min，5m/min运行稳定性不是很好。
采用变频器后，电机可以在很低的频率和电压下启动，无浪涌电流，并且可以利用变频器提供的各种制动方式进行快速制动，
为频繁起动和制动创造了条件，从而使电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，
给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
FM技术对电机的三个主要方面有要求：绝缘水平、强制冷却和转子轴承。
如果调速超过基频，还要考虑电机结构的机械强度。
结论
变频器驱动时电机的效率和温升会提高10%左右，温升会小20%左右，特别是在矢量控制或直接转矩控制的低频区域。
对于需要频繁启动、调速、制动的场合，变频电机比普通电机更胜一筹。
在电磁噪声和振动方面，变频电机在变频器驱动时比普通电机具有更低的噪声和更小的电磁振动。
由于变频电机是专为变频驱动而设计的，因此可以承受较大的电压变化，变频电机的绝缘强度也更高。
特别是在DTC控制模式下，对电机的绝缘强度是一个很大的考验。
主要区别是，变频电机具有额外的散热功能（通过单独的轴流风扇进行强制通风）。
在低频、直流制动及一些特殊应用场合的散热性能远优于普通交流异步电机。
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