ГОСТ Р 55136— 2012/IEC/TS 60034-25:2007
Обмотка статора является частью коммутационной цепи. Поэтомудвигательдолжен быть спроекти
рован с индуктивностями, имеющими малое рассеяние. Изготовитель преобразователядолжен обеспечить
надлежащий выбор коммутирующих конденсаторов.
13.2 Потери и их воздействие
Даже если фазное напряжение является почти синусоидальным, резкие скачки токов во время ком
мутации. вызванные быстрыми изменениями потока рассеяния паза, вызываютдополнительные потери в
стали (такназываемые коммутационные потери), особенно в зубцах статора.
Другой значимой составляющей дополнительных потерь, вызванных гармониками, являются вихре
вые потери в корпусе, обусловлены токами высших гармоник с частотой, близкой к Г, (и - 1). Поэтому
дополнительные потери вдвигателе, питаемомот преобразователя с инвертором тока, при полной
нагрузке обычно выше, чем дополнительные потери такого же двигателя, питаемого от инвертора
напряжения с ШИМ (подробности см. на рисунке 4 МЭК 60034-17:2006).
Тем не менее подавляющая часть дополнительных потерь уменьшается со снижением нагрузки,
тогда какдополнительные потери двигателя, питаемого от преобразователя с инвертором напряжения, не
зависимы от нагрузки. Поэтому различие между дополнительными потерями для двух рассматриваемых
видов электроприводов при неполной нагрузке уменьшается.
Утверждение, приведенное в 11.3.1, о влиянии высоты витков обмотки статора на дополнительные
потери в ней из-за токов гармоник имеет особое значение для машин, питаемых от преобразователей с
инверторами тока. Что касается витков машин с номинальными мощностями вдиапазоне мегаватта, разра
ботанных для синусоидального питающего напряжения, высота витка в несколько миллиметров весьма
обычна.
Чтобы уменьшитьдополнительные потери, рекомендуется проектировать машины, питаемые от пре
образователей с инверторами тока, с меньшими витками и ограничить число параллельно соединенных
витков, размещенных один над другим в пазу, тремя. Может потребоваться такое перемещение витков или в
пределах одной катушки, или между смежными катушками.
Раздел 11.3.2 действителен и для этих машин.
13.3 Шум. вибрация и крутильные колебания
Дополнительные частоты магнитных шумов вызваны взаимодействием основных гармоник (число
пар полюсов р) и основной частоты. Колебания сил. которые определяют появление шумов от магнитных
потоков, имеют моды
г
- 0 или
г=
2р и частоты 7, = (л ± 1) Г, (л = 1.2,3....) соответственно. Гармоники с
номера
п >
13 имеют малую амплитуду, и ими можно пренебречь. Поэтому частотыдополнительныхтонов
составляют менее 1кГц, чтодалекоот частот резонанса статора, которые намного выше. Увеличение шума
при питании от преобразователя по сравнению с работой того же двигателя от синусоидального источника
питания (при тех же величинах
Uv
7, и нагрузке) является относительно малым (в диапазоне 1—5 дБ).
Самым существенным отрицательным воздействием преобразователей с инверторами тока на работу
асинхронных короткозамкнутых двигателей является создание пульсирующих вращающих моментов с
относительно высокими амплитудами. Если постоянный ток в промежуточном звене является гладким, то
частота пульсаций вращающих моментов составляет
(п
-1 ) Г,. Самая существенная частота составляет
67,. амплитуда которой приблизительно 0.1
Тм.
Если постоянный ток
{iac)
содержит пульсации, то образуются дополнительные пульсирующие
вращающие моменты с частотами (n-1)(gf,/eCH-д 2Г,). где р,.д2= ±1,±2
......
Среди них важна частота
6 (70СИ- 7,). Текущие пульсации в промежуточной цепи (/та, -
11ЛпУ‘л.с.
обычно порядка 10 % и приводят к
пульсирующим вращающим моментам, имеющим амплитуды от нескольких процентов от номинального
вращающего момента.
Из-за этих пульсирующих вращающих моментов рекомендуется проводить тщательный анализ ме
ханики всего вращающегося агрегата. Если одна из крутящих критических скоростей совпадает с часто
той пульсирующего вращающего момента в пределах установленногодиапазона скоростей, то непрерыв
ная работа на этой скорости недопустима, так как может быть опасной. Особенно опасен вариант использо
вания сочленения с малым коэффициентом демпфирования (металло-упругие сочленения). В таких слу
чаях желательно формирование частотного окна.
13.4 Электрические перенапряжения в изоляции двигателя
Как установлено в 13.1. фазное напряжение двигателя содержит короткие импульсы, вызванные ком
мутациями тока. Эти короткие импульсы создают перенапряжения в изоляции обмоток. Однако, поскольку в
инверторахобычно используются тиристоры, величины пиков и время их нарастания являются не столь
критичными, и нет необходимости в усовершенствовании системы изоляции.
42