张文美 孙梅

摘 要：通过采用变频器来对三相异步电动机进行供电的过程中，变频器输出电压以及电流中会具有着大量的高次谐波，一般情况会导致电动机损耗出现增加，出現一定震动和噪音等不良影响。在本文中是针对了变频器对三相异步电动机的性能影响作出了全面分析，在这个基础上提出了下文中内容，希望可以为同行业工作人员提供一定参考的价值。

关键词：变频器；三相异步电动机；性能；分析

1 变频器影响三相异步电动机的性能分析

1.1 关于电动机的工作效率影响分析

对于变频器来说，在工作中会有一定的谐波电流和谐波电压，因此在为三相异步电动供电的时候，会导致电动机在非正弦的电压以及电流下运行，由于高次谐波将会使其耗铁以及耗铜量出现增加，并且转子损耗也将会出现一定程度的增加，这主要是因为三相异步电动机工作中，基波的频率转速做出了同步的旋转，所以在高次的谐波电压之下，将会出现比较大的转差，对其转子的导条做出相应切割以及导致转子的损耗出现了一定的增加。在此之外也将会导致电动机的铜损出现增加，如果損耗达到一定程度，会导致电动机自身过热，并且电动自身运行的效率也将会下降。

1.2 关于电动机绝缘结构的影响分析

对于市面当中所看到的变频器而言，通常情况下其控制范式主要是为PWM，并且载波频率主要是从几千赫兹一直到十几千的赫兹，因此针对于电动而言，自身线圈需要能够承受住一个较大电压上升，也就是电动机的du/dt值较高。然而在线圈上面进行施加电压陡度后也会受到较大的电压冲击，对于这些电压而言也将会导致电动机的匝间绝缘存在着影响，导致电动机存在着损耗。此外由于变频器存在着矩形波冲击电压也将会直接叠加到电动机自身电压上面，导致外部绝缘受到影响以及绝缘出现了加速的老化。

1.3 会影响到电动机的噪音以及震动出现加快

变频器对三相异步电动机提供用电时，将会导致电动机自身的噪声以及震动出现增加，这主要是因为变频器运行时会出现谐波电压，进而和电动机之间出现了相互的干扰，直接导致出现各种形式电磁震力，然而电磁震力自身频率以及结构件自身的震动和电动机震动较为接近情况下，从而导致出现了共振问题，由于电动机在进行工作的时候自身的频率范围是比较宽，并且转速范围也是相对而言比较大，因此各种电磁波的频率便无法能够避开电动机内部结构之中所存在着的固有频率，通常情况下在应用变频器为三相异步电动供电的时候，噪声势是比电网供电大十五到二十分贝左右。

1.4 关于电动机起动以及制动能力的影响分析

通过采取变频器来对电动机进行供电的过程中，要是电动机可以在比较低电压和频率之下进行无冲击电流启动，从而可以通过变频器的功能来对电动机做出制定，对于这种做法而言，虽然是可以直接的实现频率起动和制动，然而也将会伴随着启动和制动的次数出现增多，也直接的导致了电动机电磁将会长时间处于在一个循环的状态之下，最终导致电动机的结构和绝缘结构存在着劳损，导致老化的程度出现了一定的加快，严重的对电动机的使用寿命带来的影响。因此在电动机进行使用的过程中必须要对其给与高度的重视，从而保证电动机能够稳定高效的运行。

2 关于变频器对电动机工作性能存在问题的解决措施分析

2.1 需要消弱变频器中的谐波

在上述进行分析后，变频器输出电压和电流之中会有着一定程度谐波，对于这些谐波而言将会导致三相异步电动机性能带来较为严重影响。因此必须对变频器输出的电压和电流之中谐波进行消除，这样也能够全面的提高电动机自身性能，所以为了能够达到一个最为理想的滤波效果，可以对变频器输出位置来增加一个正弦滤波器和滤波的电抗器，正弦滤波器能够对输出电压以及电流之中的谐波进行出去，使其能够让三相异步电动机中的定子测电流以及电压等无限接近正弦波。对于电抗器而言，不仅仅可以在长导线的时候对其电流存在着补偿的作用，也能对机电端子所经过的电压具有限制的作用，让滤波电抗器有着一定的滤波作用。但是对变频器的输出电压以及电流的谐波进行抑制后，能够更好的提高三相异步电动机的性能，同时也能够更好的保证电动机运行的稳定和高效。

2.2 对三相异步电动机的电磁设计改进方法分析

第一便是需要对定和转子的电阻进行降低，并且是可以通过采取电阻的方式来降低铜耗的损失，同时也能够弥补高次谐波所出现了铜耗增加，也可以使电动机在进行低速运行的时候定子电阻压出现降低，还可以对最大转矩进行提升。第二是可以提高变频器的输出电压。针对于一些变频器的调速而言，三相异步电动机自身的主磁路设计以及饱和度等方面也有着一定的不足，主要是由于电源之中的高次谐波将会直接的使磁路自身的饱和度出现增加，因此为了能够全面的对电动机的低频输出转子进行提高，必须要适当的对变频器的输出电压进行增加。

2.3 关于噪声以及震动的问题解决分析

针对于三相异步电动机所存在着的震动以及噪声问题来说，主要是存在着两种方法，第一是需要选择适合的定和转子槽来进行配合。第二便是需要对电动机的转子部件加工和转配的精度进行全面的提高，从而使其气隙能够均匀，同时转子的平衡精度和电磁对称性得到提高，最终使其电动机的噪声和震动得到全面的降低，保证电动机的稳定高效运行。

3 总结

对上述内容作出分析后可以看出，由于一些普通的三相异步电动机对于高次谐波并没有能够起到抑制的作用，但是采取常规的设计方法所设计出来的电动机也无法能够满足变频器的实际需要，所以在日后必须要将其重点放置到变频器设计优化和材料优化等方法，这样也能够对于三相异步电动机的节能有着十分重要的作用。

参考文献

[1]郭新.异步电动机矢量控制系统的研究及仿真[D].昆明理工大学，2005.

[2]冯卫东.小功率三相异步电动机变频调速系统研究[D].贵州大学，2009.

（作者单位：西门子机电（中国）有限公司）