LA DIFERÈNCIA ENTRE UN MOTOR REGULAR I UN MOTOR DE FREQÜÈNCIA VARIABLE

Hi ha diferències significatives entre els motors ordinaris i els motors de freqüència variable en diversos aspectes, que es reflecteixen principalment en el següent:

1.Diferència de preu: això és evident per a tothom. Els motors de freqüència variable són aproximadament un 50% més cars. Tenen una major capacitat d'adaptació a freqüències canviants, mentre que els motors normals només poden funcionar a una freqüència fixa. Per sota de 35 Hz o per sobre de 60 Hz, els motors normals poden cremar-se. Els motors de freqüència variable tenen una major variabilitat i suporten càrregues de treball més pesades, la qual cosa requereix dissenys més complexos i materials de -més rendiments, de manera que generalment es tradueix en un preu més elevat. Els motors normals són relativament més barats.

2. Sistemes de refrigeració: el ventilador de refrigeració d'un motor normal està connectat a l'eix del motor, depenent de la rotació del motor per accionar el ventilador. Per tant, a velocitats baixes, una capacitat de refrigeració insuficient pot provocar un sobreescalfament i un esgotament. En un motor convencional, el ventilador i el motor estan connectats coaxialment. Com més ràpid gira el motor, més ràpid gira el ventilador; per contra, com més lent gira el motor, més lent gira el ventilador. Això es deu al fet que a baixes freqüències i velocitats baixes, el ventilador no pot proporcionar un flux d'aire suficient, cosa que provoca un sobreescalfament del motor. En un motor de freqüència variable, a mesura que la velocitat disminueix, el flux d'aire de refrigeració disminueix proporcionalment al cub de la velocitat, donant lloc a una dissipació de calor insuficient i un augment ràpid de la temperatura, cosa que dificulta la sortida de parell constant. Els motors de freqüència variable, d'altra banda, estan equipats amb ventiladors de refrigeració independents i són accionats per motors independents, proporcionant un gran flux d'aire constant i resolent eficaçment el problema de dissipació de calor.

3. Diferents classes d'aïllament: els motors convencionals solen utilitzar un aïllament de classe B, que pot suportar temperatures i sobretensions de corrent relativament baixes. Els motors de freqüència variable, però, han de funcionar a freqüències més altes i en un rang de velocitat més ampli. La freqüència més alta que pot assolir un motor de freqüència variable és d'uns 100 Hz, o fins i tot més. Per tant, experimenten pujades de corrent importants, que requereixen un aïllament de classe F o fins i tot materials d'aïllament superiors per suportar els danys causats per corrents i tensions d'alta-freqüència.

4. Els convertidors de freqüència generen harmònics de diferents freqüències durant el funcionament. La tensió i el corrent fan que el motor funcioni en condicions de tensió i corrent no-sinusoïdals. Aquests-harmònics d'ordre superior augmenten les pèrdues de l'estator, les pèrdues del rotor, les pèrdues de ferro i les pèrdues addicionals. L'augment més significatiu és en les pèrdues de coure del rotor. Aquestes pèrdues augmenten la generació de calor del motor, redueixen l'eficiència i disminueixen la potència de sortida. Tot i que l'augment de temperatura d'un motor convencional és generalment més alt, la freqüència portadora d'un convertidor de freqüència, que oscil·la entre diversos milers i desenes de kilohertzs, obliga els bobinats de l'estator del motor a suportar una taxa d'augment de tensió molt elevada, equivalent a aplicar una sobretensió molt forta al motor. Amb materials normals, l'augment de temperatura d'un motor convencional s'incrementa generalment entre un 10% i un 20%, i l'aïllament entre girs del motor s'enfronta a una prova més severa. Per tant, és crucial reforçar l'aïllament del motor a terra i aïllament entre girs, especialment tenint en compte la capacitat del material d'aïllament per suportar sobretensions.

5. Diferents capacitats de càrrega electromagnètica, làmines d'acer al silici i materials de bobinat: els motors ordinaris són propensos a la saturació del circuit magnètic durant el funcionament, limitant el seu rendiment durant el funcionament de freqüència variable. Els motors de freqüència variable, augmentant la càrrega electromagnètica, utilitzant més làmines d'acer de silici i emprant làmines i bobinatges d'acer de silici més prims i de més-qualitat, eviten la saturació del circuit magnètic, cosa que els permet proporcionar un parell elevat a baixes velocitats i millorar el rendiment i l'eficiència del motor.

6. El soroll electromagnètic harmònic difereix de la vibració: quan els motors normals són alimentats per convertidors de freqüència, les vibracions i el soroll causats per factors electromagnètics, mecànics i de ventilació es tornen més complexos. Els harmònics de la font d'alimentació del convertidor de freqüència interfereixen amb els harmònics inherents als components electromagnètics del motor, creant diverses forces d'excitació electromagnètica i augmentant el soroll. Com que els motors tenen un ampli rang de freqüències de funcionament i un gran rang de variació de velocitat, és difícil que les freqüències de diverses ones de força electromagnètica evitin les freqüències de vibració inherents als components estructurals del motor. Quan la freqüència de la font d'alimentació és baixa, les pèrdues causades per harmònics més alts a la font d'alimentació són més grans.

7. Estructura mecànica:** Els motors de freqüència variable (VFD) tenen coixinets més forts, cosa que els permet adaptar-se a una gamma més àmplia d'aplicacions, mentre que els motors normals tenen coixinets relativament més febles. Els motors VFD tenen requisits més alts per al control de vibracions i sorolls. S'ha de tenir en compte plenament la rigidesa dels components del motor i l'estructura general, i la freqüència natural s'ha de maximitzar per evitar la ressonància amb diverses ones magnètiques. Per als motors amb una capacitat superior a 160 kW, els motors VFD haurien d'emprar mesures d'aïllament dels coixinets. Això es deu principalment al fet que l'asimetria del circuit magnètic genera corrent de l'eix, que, quan es combina amb el corrent generat per components d'alta-freqüència, augmenta significativament el corrent de l'eix, provocant danys als coixinets. Per tant, generalment es requereixen mesures d'aïllament. Per als motors VFD de potència constant amb velocitats superiors a 3.000 r/min, s'ha d'utilitzar un greix especial resistent a altes -temperaturas per compensar l'augment de temperatura dels coixinets.

8. Rendiment de regulació de velocitat: els motors ordinaris tenen una velocitat fixa, que requereixen equips d'ajust extern per canviar-la. La velocitat dels motors normals està fixada per la freqüència de la xarxa. Els motors VFD, d'altra banda, poden aconseguir canvis de velocitat suaus en un rang de velocitat més ampli, satisfent les necessitats de diferents condicions de funcionament i posseir funcions d'arrencada suau-i de frenada ràpida. Els motors VFD admeten una regulació de velocitat continua de 0 a 100%. Rendiment de la regulació de la velocitat: els motors normals tenen una velocitat fixa, que requereixen equips d'ajust extern per canviar la velocitat. La velocitat dels motors normals es fixa per la freqüència de la xarxa, mentre que els motors VFD poden aconseguir canvis de velocitat suaus en un rang més ampli, satisfent les necessitats de diferents condicions de funcionament i tenir funcions d'arrencada suau i de frenada ràpida. Els motors VFD admeten una regulació de velocitat continua de 0 a 100%.

9. Estabilitat operativa: els motors ordinaris accionats per convertidors de freqüència pateixen interferències greus en rampa. Els motors convertidors de freqüència redueixen les diferències de soroll i voltatge de sortida mitjançant un disseny optimitzat de la bateria. També utilitzen coixinets especials i materials anti-envelliment, allargant la seva vida útil un 50% en comparació amb els motors normals.

10. Diferents aplicacions: els motors normals són adequats per a aplicacions que requereixen estabilitat a alta velocitat, baixa corrent d'arrencada i fàcil manteniment, com ara ventiladors i bombes. Els motors convertidors de freqüència, d'altra banda, s'utilitzen en aplicacions que requereixen control d'alta velocitat, alta eficiència operativa i estalvi d'energia, com ara màquines eina CNC, ascensors, maquinària tèxtil i compressors.