Pagrindinis skirtumas tarp variklio, maitinamo dažnio keitiklio maitinimo šaltiniu, ir variklio, maitinamo galios dažnio sinusoidės signalu, yra tas, kad, viena vertus, jis veikia plačiame dažnių diapazone nuo žemo iki aukšto dažnio, kita vertus, galios bangos forma nėra sinusinė. Atlikus įtampos bangos formos Furjė serijos analizę, maitinimo šaltinio bangos forma, be pagrindinės bangos komponentės (valdymo bangos), turi daugiau nei 2 N harmonikų (kiekvienoje valdymo bangos pusėje yra N moduliacijos bangų). Kai SPWM kintamosios srovės keitiklis išveda galią ir tiekia ją varikliui, srovės bangos forma variklyje atrodys kaip sinusinė banga su uždėtomis harmonikomis. Harmoninė srovė generuos pulsuojančią magnetinio srauto komponentę asinchroninio variklio magnetinėje grandinėje, o pulsuojanti magnetinio srauto komponentė bus uždėta ant pagrindinio magnetinio srauto, todėl pagrindinis magnetinis srautas turės pulsuojančią magnetinio srauto komponentę. Pulsuojanti magnetinio srauto komponentė taip pat privers magnetinę grandinę būti prisotinta, o tai turės tokį poveikį variklio veikimui:
1. Sukuriamas pulsuojantis magnetinis srautas
Nuostoliai didėja, o efektyvumas mažėja. Kadangi kintamo dažnio maitinimo šaltinio išėjime yra daug aukšto lygio harmonikų, šios harmonikos sunaudoja atitinkamai varį ir geležį, sumažindamos veikimo efektyvumą. Net ir šiuo metu plačiai naudojama sinusinio impulso pločio SPWM technologija slopina tik žemas harmonikas ir sumažina variklio pulsuojamąjį sukimo momentą, taip pailgindama stabilų variklio veikimo diapazoną esant mažam greičiui. Aukštesnės harmonikos ne tik nesumažėjo, bet ir padidėjo. Apskritai, palyginti su galios dažnio sinusinio tipo maitinimo šaltiniu, efektyvumas sumažėja 1–3 %, o galios koeficientas – 4–10 %, todėl variklio harmoniniai nuostoliai, naudojant dažnio keitiklio maitinimo šaltinį, yra didelė problema.
b) Sukelia elektromagnetines vibracijas ir triukšmą. Dėl aukštos eilės harmonikų serijos taip pat bus generuojamos elektromagnetinės vibracijos ir triukšmas. Vibracijos ir triukšmo mažinimas jau yra problema sinusoidiniais varikliais maitinamiems varikliams. Varikliams, maitinamiems keitiklio, problema tampa sudėtingesnė dėl nesinusoidinio maitinimo šaltinio pobūdžio.
c) Esant mažam greičiui, atsiranda žemo dažnio pulsuojantis sukimo momentas. Harmoninės magnetovaros jėgos ir rotoriaus harmoninės srovės sintezė sukuria pastovų harmoninį elektromagnetinį sukimo momentą ir kintamą harmoninį elektromagnetinį sukimo momentą. Kintamas harmoninis elektromagnetinis sukimo momentas sukelia variklio pulsaciją, todėl variklis veikia stabiliai mažu greičiu. Net ir naudojant SPWM moduliacijos režimą, palyginti su galios dažnio sinusiniu maitinimo šaltiniu, vis tiek bus tam tikras žemos eilės harmonikų kiekis, kuris sukels pulsuojantį sukimo momentą esant mažam greičiui ir turės įtakos stabiliam variklio veikimui mažu greičiu.
2. Izoliacijai generuoti impulsinę įtampą ir ašinę įtampą (srovę)
a) Atsiranda viršįtampis. Varikliui veikiant, tiekiama įtampa dažnai sutampa su viršįtampiu, susidarančiu komutuojant dažnio keitiklio komponentus, o kartais viršįtampis būna aukštas, todėl ritė patiria pakartotinį elektros smūgį ir pažeidžia izoliaciją.
b) Ašinės įtampos ir ašinės srovės generavimas. Veleno įtampa daugiausia susidaro dėl magnetinės grandinės disbalanso ir elektrostatinės indukcijos reiškinio, kuris nėra didelis įprastuose varikliuose, tačiau labiau pastebimas varikliuose, maitinamuose kintamo dažnio maitinimo šaltiniu. Jei veleno įtampa per didelė, bus pažeista alyvos plėvelės tarp veleno ir guolio tepimo būsena, o guolio tarnavimo laikas sutrumpės.
c) Šilumos išsklaidymas turi įtakos šilumos išsklaidymo efektui, kai variklis veikia mažu greičiu. Dėl didelio kintamo dažnio variklio greičio reguliavimo diapazono jis dažnai veikia mažu greičiu ir žemu dažniu. Šiuo atveju, kadangi greitis yra labai mažas, įprasto variklio naudojamo savaiminio ventiliatoriaus aušinimo metodo tiekiamo aušinimo oro nepakanka, todėl sumažėja šilumos išsklaidymo efektas, todėl reikia naudoti savarankišką ventiliatoriaus aušinimą.
Mechaninis poveikis yra linkęs į rezonansą, apskritai bet kuris mechaninis įtaisas sukels rezonanso reiškinį. Tačiau variklis, veikiantis pastoviu galios dažniu ir greičiu, turėtų vengti rezonanso su mechaniniu natūraluoju dažniu, kurio elektrinis dažnio atsakas yra 50 Hz. Kai variklis veikia su dažnio keitimu, darbinis dažnis yra platus, o kiekvienas komponentas turi savo natūralųjį dažnį, todėl jį lengva priversti rezonuoti tam tikru dažniu.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 25 d.