漫谈变频电机与普通电机的区别

总体上有三大区别

1. 不同的散热（冷却）系统。普通电机中的散热风扇与电机主轴同轴，而在变频电机中这两者是分开的。所以当普通电机变频过低时，可能会因为过热而烧坏。

2. 绝缘等级不同。由于承受高频磁场，变频电机的绝缘等级高于普通电机。原则上通用电机不能用变频器驱动，但在实践中，为了省钱，在很多需要调速的场合用普通电机（加变频器）代替变频电机。不过，普通电机调速精度不高，往往在节能改造风机和水泵时这样做。

当用普通电机代替变频电机时，变频器的载波频率应尽可能低，以减少高频对电机绝缘的损坏。变频电机加强槽的绝缘：绝缘材料加强，增加槽的绝缘厚度，以提高承受高频电压水平。

3. 增加了电磁负载。普通电机的工作点基本处于磁饱和的拐点。如果用作变频，很容易饱和并产生高的励磁电流。然而，变频电机在设计中增加了电磁负载，使磁路不易饱和。除此之外，变频电机一般分为恒转矩电机，用于带测速装置的专用电机和带反馈矢量控制的中频电机。

在设计上的区别

1. 电磁设计

对于普通异步电动机，其性能参数的设计主要考虑过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不再需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：

1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加。

2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

2. 结构设计

在结构设计中，主要是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声、冷却方式等方面的影响。

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，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2）对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

3）冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4）防止轴电流措施，对容量超过160 kW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其它高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

在测试上的区别

1. 转换器的实际输出波形为PWM波，除基波外还包括载波信号。载波信号的频率远高于基波，是一种含有大量高次谐波的方波信号。对于测试系统，需要更高的采样频率和带宽。

2. 在变频器供电环境中，各种高频干扰无处不在，电磁干扰比工频环境强很多，这就要求测试系统具有更强的电磁兼容性。

3. PWM波的峰值因数普遍较高，普通仪器基本满足要求。对于变频测试系统，需要更高的峰值因数测量能力。

4. 用于变频测试的仪表应具备在各种PWM波形中分解出其基波的能力，在严格的测量中，应采用数字信号处理的方式，即需要高速采样以获得样本序列，再对样本序列进行离散傅里叶变换，得到基波有幅值、相位及各次谐波的幅值和相位。

就变频测量的主流仪器来说，Hall传感器和变频功率分析仪是众多厂商的一种选择方式，但是这种方式的局限性在不断扩大，主要表现在传输环节的干扰问题很难解决，这是这种测量方式的致命伤。而采用基于前端数字化的功率分析仪可以很好地解决这一问题，这也将成为以后变频测量的主要方式。

变频电机节能的原因不是变频电机损耗低，反而在非正弦电压、电流下，高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗以及附加损耗都会有所增加。

变频电机节能是通过不断调速来适应不同的使用环境，以此来达到减少不必要的损耗的目的。如果同时运行在工频环境中，变频电机与普通电机的区别并不大，甚至变频电机更加耗能，也就是说我们不能盲目的相信变频一定节能的这种宣传。

普通电机加变频器会有什么影响

如果指的是交流异步电动机，则通过变频器改变输出频率来相应地改变电动机的转速。对电机本身的影响包括：发热、可能的绝缘击穿、转速过高和转速过低扭矩不足等。

电机本身发热主要有哪些原因

首先，有些电机的散热风扇与电机主轴同轴，变频降低转速后，散热风扇转速下降导致散热不良，有可能烧坏电机。

其次，一些变频器在硬件和软件方面存在一些问题，输出du/DT太大， DI/DT太大，可能引起匝间击穿或发热现象，最终导致电机烧毁。

延伸内容

频率是单位时间内完成的振动次数。对于电机，频率通常是指电机交流输入电源的频率，国内设备适用的电源频率多为50Hz。

1. 频率的作用

对于交流电机，频率和转速成正比，即频率越高，旋转越快；频率越低，旋转越慢。

2. 变频对电机的影响

变频器，是一种改变设备输入电源频率的电源设备，即变频器安装在交流电源和用电设备之间，从电网到交流电，首先通过变频器，然后向电机输出变频交流电。

变频器可以理解为一种调速装置。在实际应用中，主要用于根据电机的工作状态调整电机的输出，以满足技术要求。同时，针对电机的具体工况，这种变频调速方式与传统的机械调速方式相比，具有一定的节能效果。

3. 变频器变频后发热问题

使用变频器的电机，由于逆变器本身是电力电子设备，整流器供电后逆变器输出电流谐波含量较高，谐波会使电机定子绕组和铁芯产生一定的发热问题，通常情况下，热量的增加对设备不会产生明显损坏。但是，对于大功率的负载，例如3,000 kW以上的交流电机，就需要考虑使用专门设计的变频电机，即电机本身带有强制风冷或水冷的冷却系统，以免电机在使用过程中轴承温度过高，损坏设备。