Փոփոխական հաճախականության սնուցման աղբյուրով աշխատող շարժիչի տեխնիկական խնդիրները

Հաճախականության փոխակերպման սնուցման աղբյուրով աշխատող շարժիչի և հզորության հաճախականության սինուսոիդալ ալիքով աշխատող շարժիչի միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ մի կողմից, այն գործում է լայն հաճախականության տիրույթում՝ ցածր հաճախականությունից մինչև բարձր հաճախականություն, իսկ մյուս կողմից, հզորության ալիքաձևը ոչ սինուսոիդալ է: Լարման ալիքաձևի Ֆուրիեի շարքերի վերլուծության միջոցով, սնուցման աղբյուրի ալիքաձևը պարունակում է ավելի քան 2N հարմոնիկա՝ հիմնարար ալիքային բաղադրիչից (կառավարման ալիք) բացի (կառավարման ալիքի յուրաքանչյուր կեսում պարունակվող մոդուլյացիոն ալիքների քանակը N է): Երբ SPWM AC փոխարկիչը արտանետում է հզորություն և այն կիրառում շարժիչի վրա, շարժիչի վրա հոսանքի ալիքաձևը կհայտնվի որպես սինուսոիդալ ալիք՝ վերադրված հարմոնիկաներով: Հարմոնիկ հոսանքը կառաջացնի պուլսացնող մագնիսական հոսքի բաղադրիչ ասինխրոն շարժիչի մագնիսական շղթայում, և պուլսացնող մագնիսական հոսքի բաղադրիչը վերադրվում է գլխավոր մագնիսական հոսքի վրա, այնպես որ գլխավոր մագնիսական հոսքը պարունակում է պուլսացնող մագնիսական հոսքի բաղադրիչ: Պուլսացնող մագնիսական հոսքի բաղադրիչը նաև մագնիսական շղթան հակված է հագեցած լինելու, ինչը շարժիչի աշխատանքի վրա ունի հետևյալ ազդեցությունը.

1. Ստեղծվում է պուլսացնող մագնիսական հոսք

Կորուստները մեծանում են, իսկ արդյունավետությունը՝ նվազում։ Քանի որ փոփոխական հաճախականության էլեկտրամատակարարման ելքը պարունակում է բարձր կարգի հարմոնիկների մեծ քանակություն, այդ հարմոնիկները կառաջացնեն համապատասխան պղնձի և երկաթի սպառում, ինչը կնվազեցնի աշխատանքային արդյունավետությունը։ Նույնիսկ SPWM սինուսոիդալ իմպուլսի լայնության տեխնոլոգիան, որը լայնորեն կիրառվում է ներկայումս, միայն զսպում է ցածր հարմոնիկները և նվազեցնում շարժիչի պուլսացնող պտտող մոմենտը՝ այդպիսով ընդլայնելով շարժիչի կայուն աշխատանքային տիրույթը ցածր արագությամբ։ Իսկ բարձր հարմոնիկները ոչ միայն չեն նվազել, այլև աճել են։ Ընդհանուր առմամբ, հզորության հաճախականության սինուսոիդալ էլեկտրամատակարարման համեմատ, արդյունավետությունը նվազել է 1%-ից մինչև 3%, իսկ հզորության գործակիցը՝ 4%-ից մինչև 10%, ուստի շարժիչի հարմոնիկ կորուստը հաճախականության փոխակերպման էլեկտրամատակարարման ժամանակ մեծ խնդիր է։

բ) Առաջացնել էլեկտրամագնիսական տատանումներ և աղմուկ։ Բարձր կարգի հարմոնիկների շարքի գոյության պատճառով կառաջանան նաև էլեկտրամագնիսական տատանումներ և աղմուկ։ Սինուսոիդալ ալիքային շարժիչների համար տատանումների և աղմուկի նվազեցման խնդիրն արդեն իսկ խնդիր է։ Ինվերտորով աշխատող շարժիչի համար խնդիրն ավելի բարդ է դառնում էլեկտրամատակարարման ոչ սինուսոիդալ բնույթի պատճառով։

գ) Ցածր հաճախականության պուլսացնող մոմենտը առաջանում է ցածր արագության դեպքում: Հարմոնիկ մագնիսաշարժիչ ուժի և ռոտորի հարմոնիկ հոսանքի սինթեզի արդյունքում առաջանում է հաստատուն հարմոնիկ էլեկտրամագնիսական մոմենտ և փոփոխական հարմոնիկ էլեկտրամագնիսական մոմենտ: Փոխարինելի հարմոնիկ էլեկտրամագնիսական մոմենտը կապահովի շարժիչի պուլսացիա, այդպիսով ազդելով ցածր արագության կայուն աշխատանքի վրա: Նույնիսկ եթե օգտագործվում է SPWM մոդուլյացիայի ռեժիմը, համեմատած հզորության հաճախականության սինուսոիդային սնուցման աղբյուրի հետ, դեռևս կլինի որոշակի աստիճանի ցածր կարգի հարմոնիկա, որը կառաջացնի պուլսացնող մոմենտ ցածր արագության դեպքում և կազդի շարժիչի կայուն աշխատանքի վրա ցածր արագության դեպքում:

2. Ստեղծեք իմպուլսային լարում և առանցքային լարում (հոսանք) մեկուսացմանը

ա) Առաջանում է լարման կտրուկ անկում։ Երբ շարժիչը աշխատում է, կիրառվող լարումը հաճախ գերակշռում է հաճախականության փոխակերպման սարքի բաղադրիչների կոմուտացիայի ժամանակ առաջացող լարման կտրուկ անկման վրա, և երբեմն լարման կտրուկ անկումը բարձր է, ինչը հանգեցնում է կծիկի կրկնակի էլեկտրական ցնցումների և մեկուսացման վնասման։

բ) Առաջացնել առանցքային լարում և առանցքային հոսանք։ Առանցքային լարման առաջացումը հիմնականում պայմանավորված է մագնիսական շղթայի անհավասարակշռության և էլեկտրաստատիկ ինդուկցիայի երևույթի առկայությամբ, որը լուրջ չէ սովորական շարժիչներում, բայց ավելի ցայտուն է փոփոխական հաճախականության սնուցման աղբյուրով աշխատող շարժիչներում։ Եթե լիսեռի լարումը չափազանց բարձր է, լիսեռի և կրողի միջև գտնվող յուղային թաղանթի յուղման վիճակը կվնասվի, և կրողի ծառայության ժամկետը կկրճատվի։

գ) Ջերմության ցրումը ազդում է ջերմության ցրման էֆեկտի վրա ցածր արագությամբ աշխատելիս։ Փոփոխական հաճախականության շարժիչի արագության կարգավորման մեծ տիրույթի պատճառով այն հաճախ աշխատում է ցածր արագությամբ ցածր հաճախականությամբ։ Այս պահին, քանի որ արագությունը շատ ցածր է, սովորական շարժիչի կողմից օգտագործվող ինքնաօդափոխիչով սառեցման մեթոդով մատակարարվող սառեցնող օդը բավարար չէ, և ջերմության ցրման էֆեկտը նվազում է, և պետք է օգտագործվի անկախ օդափոխիչով սառեցում։

Մեխանիկական ազդեցությունը հակված է ռեզոնանսի, ընդհանուր առմամբ, ցանկացած մեխանիկական սարք կարող է առաջացնել ռեզոնանսային երևույթ: Այնուամենայնիվ, հաստատուն հզորության հաճախականությամբ և արագությամբ աշխատող շարժիչը պետք է խուսափի 50 Հց էլեկտրական հաճախականության արձագանքի մեխանիկական բնական հաճախականության հետ ռեզոնանսից: Երբ շարժիչը աշխատում է հաճախականության փոխակերպմամբ, աշխատանքային հաճախականությունը լայն միջակայք ունի, և յուրաքանչյուր բաղադրիչ ունի իր սեփական բնական հաճախականությունը, ինչը հեշտ է ռեզոնանսել որոշակի հաճախականության դեպքում: