ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์อินเวอร์เตอร์กับมอเตอร์ธรรมดานั้นจะเห็นได้หลักๆ 2 ประการดังนี้
ประการแรก มอเตอร์ธรรมดาสามารถทำงานได้เพียงระยะเวลานานในบริเวณความถี่อุตสาหกรรม ในขณะที่มอเตอร์อินเวอร์เตอร์สามารถทำงานได้นานในสภาวะที่สูงกว่าหรือต่ำกว่าความถี่อุตสาหกรรมอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความถี่อุตสาหกรรมของประเทศเราอยู่ที่ 50Hz มอเตอร์ธรรมดา หากอยู่ที่ 5Hz เป็นเวลานาน มอเตอร์ก็จะพังหรือเสียหายได้ในไม่ช้า และการเกิดขึ้นของมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ก็ช่วยแก้ไขข้อบกพร่องของมอเตอร์ธรรมดาได้
ประการที่สอง ระบบระบายความร้อนของมอเตอร์ธรรมดาและมอเตอร์อินเวอร์เตอร์นั้นแตกต่างกัน ระบบระบายความร้อนและความเร็วของมอเตอร์ธรรมดามีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด หรือหากมอเตอร์มีความเร็วเร็ว ระบบระบายความร้อนก็จะมีประสิทธิภาพ ความเร็วของมอเตอร์จะช้า ผลการระบายความร้อนจะลดลงอย่างมาก และมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ไม่มีปัญหานี้
มอเตอร์ธรรมดาพร้อมตัวแปลงความถี่นั้น สามารถทำงานตามความถี่ได้ แต่มอเตอร์ความถี่จริงไม่สามารถทำได้ หากทำงานโดยไม่มีความถี่เป็นเวลานาน อาจทำให้มอเตอร์เสียหายได้
1. อิทธิพลของตัวแปลงความถี่ที่มีต่อมอเตอร์นั้นส่วนใหญ่แล้วอยู่ที่ประสิทธิภาพของมอเตอร์และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ตัวแปลงความถี่ในการทำงานสามารถผลิตแรงดันฮาร์มอนิกและกระแสไฟฟ้าในระดับต่างๆ ทำให้มอเตอร์ในแรงดันที่ไม่ใช่ไซน์ การทำงานของกระแสไฟฟ้าภายในฮาร์มอนิกที่สูงจะทำให้สเตเตอร์ของมอเตอร์ใช้ทองแดง โรเตอร์ใช้ทองแดง ใช้เหล็ก และสูญเสียเพิ่มเติม ซึ่งสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการใช้ทองแดงของโรเตอร์ การสูญเสียเหล่านี้จะทำให้มอเตอร์ร้อนขึ้น ประสิทธิภาพลดลง กำลังไฟฟ้าออก การสูญเสียเหล่านี้จะทำให้มอเตอร์ร้อนขึ้น ประสิทธิภาพและกำลังไฟฟ้าออกลดลง และอุณหภูมิของมอเตอร์ทั่วไปจะเพิ่มขึ้นโดยทั่วไป 10%-20%
2. ความแข็งแรงของฉนวนของมอเตอร์
ความถี่ของตัวพาความถี่ของตัวแปลงความถี่มีตั้งแต่ไม่กี่พันถึงมากกว่าสิบกิโลเฮิรตซ์ ทำให้ขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์สามารถทนต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก ซึ่งเทียบเท่ากับมอเตอร์ที่สามารถกำหนดแรงดันไฟฟ้ากระแทกที่ชันมากได้ ทำให้ฉนวนของมอเตอร์สามารถทนต่อการทดสอบที่รุนแรงมากขึ้น
3. สัญญาณรบกวนและการสั่นสะเทือนของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบฮาร์มอนิก
มอเตอร์ธรรมดาที่ใช้แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์จะทำให้แม่เหล็กไฟฟ้า กลไก การระบายอากาศ และปัจจัยอื่นๆ ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนมีความซับซ้อนมากขึ้น ฮาร์มอนิกต่างๆ ที่มีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟแปลงความถี่และส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ของฮาร์มอนิกในพื้นที่โดยธรรมชาติจะรบกวนกันเอง ทำให้เกิดแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าที่หลากหลาย จึงทำให้เสียงรบกวนเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากมอเตอร์มีช่วงความถี่ในการทำงานที่กว้าง ความเร็วจึงเปลี่ยนแปลงในช่วงกว้าง ความถี่คลื่นแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่หลากหลายจึงยากที่จะหลีกเลี่ยงความถี่การสั่นสะเทือนโดยธรรมชาติของส่วนโครงสร้างของมอเตอร์
4. ปัญหาการระบายความร้อนที่ความเร็วต่ำ
เมื่อความถี่ของแหล่งจ่ายไฟต่ำ การสูญเสียที่เกิดจากฮาร์มอนิกสูงในแหล่งจ่ายไฟจะมีขนาดใหญ่ ประการที่สอง เมื่อความเร็วของมอเตอร์ความเร็วแปรผันลดลง ปริมาตรอากาศเย็นจะลดลงตามสัดส่วนของกำลังสามของความเร็ว ส่งผลให้ความร้อนของมอเตอร์ไม่ถูกปล่อยออกมา และอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้ยากต่อการรับแรงบิดคงที่
5. สำหรับสถานการณ์ข้างต้น มอเตอร์แปลงความถี่จะใช้การออกแบบดังต่อไปนี้
เพื่อลดความต้านทานของสเตเตอร์และโรเตอร์ ให้ลดการใช้ทองแดงพื้นฐาน เพื่อชดเชยฮาร์มอนิกสูงที่เกิดจากการใช้ทองแดงที่เพิ่มขึ้นของการออกแบบที่ไม่อิ่มตัวของสนามแม่เหล็กหลัก การพิจารณาฮาร์มอนิกสูงจะทำให้ความอิ่มตัวของวงจรแม่เหล็กลึกลง และประการที่สองคือการพิจารณาเพื่อปรับปรุงแรงบิดเอาต์พุตที่ความถี่ต่ำ อาจเหมาะสมที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตของตัวแปลงความถี่
การออกแบบโครงสร้าง โดยหลักแล้วจะเพิ่มระดับฉนวนไฟฟ้า ปัญหาการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนของมอเตอร์ได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่ วิธีการระบายความร้อนโดยใช้การระบายอากาศแบบบังคับ นั่นคือ พัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์หลักใช้มอเตอร์ไดรฟ์อิสระ บทบาทของพัดลมระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพคือเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์จะเย็นลงที่ความเร็วต่ำ ความจุการกระจายคอยล์ของมอเตอร์อินเวอร์เตอร์มีขนาดเล็กลง ความต้านทานของแผ่นเหล็กซิลิกอนมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นผลกระทบของพัลส์ความถี่สูงต่อมอเตอร์จึงมีขนาดเล็กลง ผลการกรองแบบเหนี่ยวนำของมอเตอร์จึงดีขึ้น
มอเตอร์ทั่วไป เช่น มอเตอร์ความถี่อุตสาหกรรม จำเป็นต้องพิจารณาเฉพาะกระบวนการเริ่มต้นและสภาพการทำงานของจุดหนึ่งของความถี่อุตสาหกรรม (หมายเลขสาธารณะ: พัลส์ไฟฟ้ากลของมนุษย์) จากนั้นจึงออกแบบมอเตอร์ ในขณะที่มอเตอร์อินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องพิจารณากระบวนการเริ่มต้นและสภาพการทำงานของจุดทั้งหมดในช่วงอินเวอร์เตอร์ จากนั้นจึงออกแบบมอเตอร์ เพื่อให้ปรับให้เข้ากับเอาต์พุตตัวแปลงความถี่ PWM คลื่นขยายอนาล็อก กระแสสลับไซน์ประกอบด้วยฮาร์มอนิกจำนวนมาก มอเตอร์อินเวอร์เตอร์ที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ บทบาทของมันสามารถเข้าใจได้จริงว่าเป็นเครื่องปฏิกรณ์บวกกับมอเตอร์ทั่วไป
จะแยกแยะระหว่างมอเตอร์ธรรมดากับมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ได้อย่างไร?
I. ความแตกต่างของโครงสร้างมอเตอร์ธรรมดาและมอเตอร์อินเวอร์เตอร์
1. ข้อกำหนดระดับฉนวนที่สูงขึ้น
ฉนวนมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ทั่วไปเกรด F หรือสูงกว่า เพื่อเสริมความแข็งแรงของฉนวนกับพื้นและเปลี่ยนความแข็งแรงของฉนวน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าช็อต
2. ข้อกำหนดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่สูงขึ้นสำหรับมอเตอร์อินเวอร์เตอร์
มอเตอร์อินเวอร์เตอร์จะพิจารณาส่วนประกอบของมอเตอร์และความแข็งแกร่งโดยรวมให้ครบถ้วน พยายามปรับปรุงความถี่ภายใน เพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์เรโซแนนซ์กับคลื่นแรงรอง
3. วิธีการระบายความร้อนของมอเตอร์อินเวอร์เตอร์แตกต่างกัน
โดยทั่วไปมอเตอร์อินเวอร์เตอร์จะใช้การระบายอากาศแบบบังคับ นั่นคือ พัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์หลักที่ใช้ไดรฟ์มอเตอร์อิสระ
4. ข้อกำหนดมาตรการป้องกันที่แตกต่างกัน
สำหรับมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ที่มีความจุมากกว่า 160kW ควรใช้มาตรการฉนวนแบริ่ง โดยทั่วไปแล้ววงจรแม่เหล็กจะสร้างความไม่สมมาตรได้ง่าย แต่ยังสร้างกระแสเพลาด้วย เมื่อส่วนประกอบความถี่สูงอื่นๆ ของกระแสที่เกิดจากการรวมกันของบทบาทของกระแสเพลาจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้แบริ่งได้รับความเสียหาย ดังนั้นโดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้มาตรการฉนวน สำหรับมอเตอร์แปลงความถี่กำลังคงที่ เมื่อความเร็วเกิน 3,000 รอบต่อนาที ควรใช้จารบีพิเศษที่มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงเพื่อชดเชยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของแบริ่ง
5. ระบบทำความเย็นที่แตกต่างกัน
พัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ใช้แหล่งจ่ายไฟแยกเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทำความเย็นได้อย่างต่อเนื่อง
II. ความแตกต่างในการออกแบบมอเตอร์ทั่วไปและมอเตอร์แปลงความถี่
1. การออกแบบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า
สำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสทั่วไป พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักที่ต้องพิจารณาในการออกแบบใหม่คือ ความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน ประสิทธิภาพการสตาร์ท ประสิทธิภาพ และตัวประกอบกำลัง สำหรับมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ เนื่องจากอัตราวิกฤตแปรผันตามความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ จึงสามารถสตาร์ทได้โดยตรงเมื่ออัตราวิกฤตใกล้ถึง 1 ดังนั้น ความสามารถในการรับน้ำหนักเกินและประสิทธิภาพการสตาร์ทจึงไม่จำเป็นต้องพิจารณามากเกินไป และปัญหาสำคัญที่ต้องแก้ไขคือการปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของมอเตอร์ให้เข้ากับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่เป็นไซน์
2. การออกแบบโครงสร้าง
ในการออกแบบโครงสร้าง สิ่งสำคัญคือการพิจารณาคุณลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ไซน์ของโครงสร้างฉนวนของมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ การสั่นสะเทือน เสียง โหมดการทำความเย็น และด้านอื่นๆ ของผลกระทบ ปัญหาหลักคือจะปรับปรุงความสามารถของมอเตอร์ให้ปรับตัวเข้ากับแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ไซน์ได้อย่างไร