普通異步電機使用變頻器的效果

　　普通的三相異步電機，當然都可以使用變頻器了，看變頻器的主要市場占有率，還是重點落在在風機水泵類和一些簡單傳送的場合，這些場合都使用了普通的三相異步電機，變頻器能在短短幾十年時間內普及，當然是靠著能解決掉普通三相異步電機的調速問題來成為最重要的工業調速系統的，畢竟普通三相異步電機在工業市場裏邊占有率是非常高的，變頻器很多年前的數據是說超過7成，現在隨著變頻器帶來的便利解決了很多問題可能占有率還要高很多。
　　1、三相異步電機，自從被物理學家特斯拉改進發明以來，一直以簡單可靠的優越性能受到工業設備的歡迎，成為工業動力系統的心髒。但是因為大功率電子器件和單片機技術成熟比較晚，異步電機調速效果很不理想，所以調速系統基本上是直流電機占主流地位的。伺服馬達一直到上個世紀末期，變頻器調速系統才真正成熟了，而且價格降低下來了，徹底顛覆了調速市場，奠基了調速市場裏邊的大哥大地位。這一切，當然是以變頻器能使用在普通三相異步電機為基礎的。九十年代的時候，滿大街都是用變頻器給異步電機做節電器的廣告，一直到今天，很多用戶還是喜歡給自己普通電機裝個變頻器的，畢竟多少也能省一電，而且關鍵是帶來了改變設備速度的便利，這個事實也證明變頻器在普通異步電機上使用是非常成熟穩定的。
　　2、任何調速系統，除了穩定可靠外，可程式控制器還有一個調速范圍問題，就是最大高速度和最低速度的比值1，普通異步電機的調速范圍當然不高，主要是異步電機的磁場不像直流電機那樣有獨立線圈控制，很多參數耦合在一起，所以低速性能不理想，而高速又受限於軸承等因素。比如變頻器一般建議使用在8HZ以上，但是不宜高於75HZ，這樣算起來調速范圍小於10:1，所以制約了變頻器在一些寬范圍調速場合的應用，比如龍門床加工時候要很慢，而且要求轉速波動小，保證加工精度，在加工完了要很快回位，這樣變頻器調速范圍不夠就無法滿足調速要求。但是對於很多風機水泵場合的普通電機，並沒有這么高要求的調速性能，轉速高點低點，並不會影響到設備和工藝要求，相反帶來了很多好處，比如轉速低了，軸承磨損也少了，而因為平方轉矩特點，轉速降低了10%，噪音低了很多，理論上還可以節約30%的電能。變頻器最成功的地方，就是可靠的解決了普通異步電機的調速問題。
　　3、但是變頻器的控制原理，並不是真正輸出標准的正弦波給異步電機，而是通過PWM斬波的形式，輸出一系列脈沖方波，利用微積分的數學道理，通過作用面積一致來達到等效正弦波的作用效果。可以想象得到，變頻器在電機速度低的時候，輸出的脈沖密度比較低，這樣是很難模擬出正弦波效果的，這是變頻器低速扭力不足，轉速不穩和發熱的根本原因，所以變頻器帶普通異步電機，要避免工作在低頻狀態。所以特斯拉汽車比較聰明，讓電機工作在高頻狀態(首先軸承這些要過硬)，然後通過齒輪來減速，這樣避免讓異步電機工作在低頻狀態，對於一些有調速范圍要求的工業控制系統，也完全可以參考這樣的控制思路。
　　4、變頻器是通過的大功率的開關管開關兩種狀態實現對電機線圈的通斷控制的，而線圈是感性負載，電流不能突變，開關管強行開關過程中，必然會產生di/dt這樣的高壓，這些高頻通斷引起的瞬間高電壓，必然會沖擊電機的絕緣系統，而且反複通斷，會引起一些功率損耗，造成電機震動和發熱，這些必然會縮短電機的使用壽命。頻繁的通斷，還會產生電磁波，引起各類型的幹擾。
　　5、在低速低頻狀態下，電機本身發熱就比較厲害，而普通的異步電機是自散熱風冷系統，主要通過尾部一個風扇來散熱降溫，這個風扇的速度和電機的速度是一致的，在低速時候，風扇的轉速也低，達不到冷卻作用，所以在低頻運行的異步電機，可以把這個風扇改成外部驅動模式，比如增加一個風機來帶動冷卻風扇來滿足散熱要求。

　　6、使用變頻器碰到幹擾問題也不可避免，可以通過電源隔離把強弱電分開，強電和弱電布線不要挨到一起，注意接地，使用一些磁環濾波器燈來避免。對於精度要求比較高的場合，可以使用變頻電機甚至同步電機來滿足要求。