当由变频器（VFD）控制时，对电机的效率有何影响？

问题

当由变频器（VFD）控制时，对电机的效率有何影响？

解答

表1中所列出的是15 hp 4极电机的典型损耗。最终用户通常会在泵铭牌上看到电机的额定效率。然而，电机的效率会随着转速和转矩的变化而变化，并且还受到变频器（VFD）输出中存在的电压谐波的影响。电压谐波引起的损耗大小将随着电机设计的不同而不同。

表1

在大多数情况下，使用现代VFD和电机组合的这些额外损耗相对较小，并且电机在全速和全功率下的额外损耗将小于总电机损耗的5%。对于特定类型的电机和动力驱动系统，电机中的损耗分布是明确的。

铜损随着负载的增加而减小，而轴承和风阻损失会随着转速的增加而减小。在笼式感应电动机中，铁损随着磁通量的恒定而保持恒定，但通过更复杂的磁通控制可以降低铁损。

如前所述，当以降低的转速或扭矩运行时，电机的效率会发生变化。图1显示了在不同百分比转矩负载（T/Tn）和转速下，额定效率为95%的VFD驱动的高效型电机的典型效率/速度曲线。图1显示了在降低转矩时效率降低，与转速无关，并且当转速降低时，效率会进一步降低。

图1 - 电机效率与转速关系曲线（额定效率为95%的电机，由HI提供）

当VFD用于控制泵时，通常将泵的水力与系统相匹配，从而消除不必要的扬程调节和不必要的流量（旁路）调节。这些对整个系统效率的改进可以大大超过电机效率的降低。

有关将VFD应用于泵电机的更多信息，请参见HI在WWW.pumps.org发表的“Application Guideline for Variable Speed Pumping”。