变频电机起动性能不良分析及改进

陈会崇

(金泰德胜电机有限公司，广东佛山 528308)

0 引言

用于驱动电动叉车及电动汽车的异步电机，一般由蓄电池通过控制器供电，其具有转矩转速变化范围宽，工作点较多，控制器变频变压(VVVF)闭环控制等特点。作为变频电机，通常无需考核其起动性能;但电机制造厂做电机的出厂测试时，供电设备往往是工频(50 Hz)电源。一种国外设计的电动叉车用电机在工频电源供电时不能起动到正常转速，4极电机的同步转速为1 500 r/min，但该4极电机转速只能达到700～900 r/min，处于“爬行”状态。不良率达30% ～40%，其他能正常起动的电机，起动时间亦较长，达3～4 s。这些都给测试电机的空载、噪声、振动等性能带来了困难。

1 原因分析及测试过程回顾

1.1 起动不良对电机其他性能的影响

首先需要确定不能正常起动的电机的负载性能如何。用一台起动正常的电机和一台不良电机，通过变频器供电并设定了电源电压、频率，测试了三个工作点的负载性能，测得数据见表1。

表1 起动性能不同的两台电机的负载试验数据

从表1可知，两台电机的负载性能相当，之后进行了噪声、振动、温升等测试，结果显示起动不良电机无异常。这些测试结果说明，起动不良的电机除起动性能外，其他性能全部合格。电机的问题仅仅是起动问题。

1.2 起动不良的原因

通过Ansoft RMxprt计算得出，电机在48 V、50 Hz时的起动转矩倍数为4.5，起动电流倍数达8.7。通电时测得电机端电压仅约为10 V。因异步电机的起动转矩Tst可用公式表示为

故怀疑电机的起动电流过大，引起电网电压显著下降，导致其起动转矩下降。……