Perbedaan utama antara motor yang ditenagai oleh catu daya konversi frekuensi dan motor yang ditenagai oleh gelombang sinus frekuensi daya adalah bahwa di satu sisi, motor tersebut beroperasi dalam rentang frekuensi yang luas dari frekuensi rendah hingga frekuensi tinggi, dan di sisi lain, bentuk gelombang dayanya bukan sinusoidal. Melalui analisis deret Fourier dari bentuk gelombang tegangan, bentuk gelombang catu daya mengandung lebih dari 2N harmonik selain komponen gelombang fundamental (gelombang kontrol) (jumlah gelombang modulasi yang terkandung dalam setiap setengah gelombang kontrol adalah N). Ketika konverter AC SPWM mengeluarkan daya dan menerapkannya ke motor, bentuk gelombang arus pada motor akan tampak sebagai gelombang sinus dengan harmonik yang ditumpangkan. Arus harmonik akan menghasilkan komponen fluks magnetik berdenyut dalam rangkaian magnetik motor asinkron, dan komponen fluks magnetik berdenyut tersebut ditumpangkan pada fluks magnetik utama, sehingga fluks magnetik utama mengandung komponen fluks magnetik berdenyut. Komponen fluks magnetik berdenyut juga membuat rangkaian magnetik cenderung jenuh, yang memiliki efek berikut pada pengoperasian motor:
1. Fluks magnetik berdenyut dihasilkan
Kerugian meningkat dan efisiensi menurun. Karena keluaran catu daya frekuensi variabel mengandung sejumlah besar harmonik orde tinggi, harmonik ini akan menghasilkan konsumsi tembaga dan besi yang sesuai, mengurangi efisiensi operasi. Bahkan teknologi lebar pulsa sinusoidal SPWM, yang banyak digunakan saat ini, hanya menghambat harmonik rendah dan mengurangi torsi berdenyut motor, sehingga memperluas rentang operasi stabil motor pada kecepatan rendah. Dan harmonik yang lebih tinggi tidak hanya tidak berkurang, tetapi malah meningkat. Secara umum, dibandingkan dengan catu daya sinus frekuensi daya, efisiensi berkurang 1% hingga 3%, dan faktor daya berkurang 4% hingga 10%, sehingga kerugian harmonik motor di bawah catu daya konversi frekuensi merupakan masalah besar.
b) Menghasilkan getaran dan kebisingan elektromagnetik. Karena adanya serangkaian harmonik orde tinggi, getaran dan kebisingan elektromagnetik juga akan dihasilkan. Bagaimana mengurangi getaran dan kebisingan sudah menjadi masalah bagi motor yang ditenagai gelombang sinus. Untuk motor yang ditenagai oleh inverter, masalahnya menjadi lebih rumit karena sifat non-sinusoidal dari catu daya.
c) Torsi berdenyut frekuensi rendah terjadi pada kecepatan rendah. Sintesis gaya magnetomotif harmonik dan arus harmonik rotor menghasilkan torsi elektromagnetik harmonik konstan dan torsi elektromagnetik harmonik bolak-balik. Torsi elektromagnetik harmonik bolak-balik akan menyebabkan motor berdenyut, sehingga memengaruhi operasi stabil pada kecepatan rendah. Bahkan jika mode modulasi SPWM digunakan, dibandingkan dengan catu daya sinus frekuensi daya, masih akan ada harmonik orde rendah tertentu, yang akan menghasilkan torsi berdenyut pada kecepatan rendah dan memengaruhi operasi stabil motor pada kecepatan rendah.
2. Menghasilkan tegangan impuls dan tegangan aksial (arus) ke isolasi.
a) Terjadi tegangan lonjakan. Saat motor beroperasi, tegangan yang diberikan sering kali ditumpangkan dengan tegangan lonjakan yang dihasilkan ketika komponen dalam perangkat konversi frekuensi dikomutasi, dan terkadang tegangan lonjakan tersebut tinggi, mengakibatkan sengatan listrik berulang pada kumparan dan kerusakan pada isolasi.
b) Menghasilkan tegangan aksial dan arus aksial. Pembangkitan tegangan poros terutama disebabkan oleh adanya ketidakseimbangan rangkaian magnetik dan fenomena induksi elektrostatik, yang tidak serius pada motor biasa, tetapi lebih menonjol pada motor yang ditenagai oleh catu daya frekuensi variabel. Jika tegangan poros terlalu tinggi, kondisi pelumasan lapisan oli antara poros dan bantalan akan rusak, dan masa pakai bantalan akan berkurang.
c) Disipasi panas memengaruhi efek pembuangan panas saat beroperasi pada kecepatan rendah. Karena rentang pengaturan kecepatan yang besar pada motor frekuensi variabel, motor ini sering beroperasi pada kecepatan rendah dan frekuensi rendah. Pada saat ini, karena kecepatannya sangat rendah, udara pendingin yang disediakan oleh metode pendinginan kipas sendiri yang digunakan oleh motor biasa tidak mencukupi, dan efek pembuangan panas berkurang, sehingga pendinginan kipas independen harus digunakan.
Pengaruh mekanis rentan terhadap resonansi; secara umum, setiap perangkat mekanis akan menghasilkan fenomena resonansi. Namun, motor yang beroperasi pada frekuensi dan kecepatan daya konstan harus menghindari resonansi dengan frekuensi alami mekanis dari respons frekuensi listrik sebesar 50Hz. Ketika motor dioperasikan dengan konversi frekuensi, frekuensi operasinya memiliki rentang yang luas, dan setiap komponen memiliki frekuensi alaminya sendiri, yang mudah membuatnya beresonansi pada frekuensi tertentu.
Waktu posting: 25 Februari 2025