Frekans dönüştürme güç kaynağıyla çalışan motor ile güç frekansı sinüs dalgasıyla çalışan motor arasındaki temel fark, bir yandan düşük frekanstan yüksek frekansa kadar geniş bir frekans aralığında çalışması, diğer yandan ise güç dalga formunun sinüzoidal olmamasıdır. Gerilim dalga formunun Fourier serisi analiziyle, güç kaynağı dalga formu, temel dalga bileşenine (kontrol dalgası) ek olarak 2N'den fazla harmonik içerir (kontrol dalgasının her yarısında bulunan modülasyon dalgalarının sayısı N'dir). SPWM AC dönüştürücü güç ürettiğinde ve bunu motora uyguladığında, motordaki akım dalga formu, üzerine bindirilmiş harmoniklerle birlikte bir sinüs dalgası olarak görünecektir. Harmonik akım, asenkron motorun manyetik devresinde titreşimli bir manyetik akı bileşeni oluşturacak ve titreşimli manyetik akı bileşeni ana manyetik akının üzerine bindirilerek ana manyetik akının titreşimli bir manyetik akı bileşeni içermesine neden olacaktır. Titreşimli manyetik akı bileşeni ayrıca manyetik devrenin doygunluğa doğru eğilim göstermesine neden olur ve bu da motorun çalışması üzerinde aşağıdaki etkilere sahiptir:
1. Titreşimli manyetik akı üretilir.
Kayıplar artar ve verimlilik düşer. Değişken frekanslı güç kaynağının çıkışı çok sayıda yüksek dereceli harmonik içerdiğinden, bu harmonikler karşılık gelen bakır ve demir tüketimine neden olarak çalışma verimliliğini düşürür. Günümüzde yaygın olarak kullanılan SPWM sinüzoidal darbe genişliği teknolojisi bile sadece düşük harmonikleri bastırır ve motorun titreşimli torkunu azaltarak motorun düşük hızda kararlı çalışma aralığını genişletir. Ve yüksek harmonikler azalmak bir yana, artmıştır. Genel olarak, güç frekanslı sinüs güç kaynağına kıyasla verimlilik %1 ila %3 oranında azalır ve güç faktörü %4 ila %10 oranında azalır, bu nedenle frekans dönüştürme güç kaynağı altında motorun harmonik kaybı büyük bir sorundur.
b) Elektromanyetik titreşim ve gürültü üretir. Bir dizi yüksek dereceli harmonik varlığı nedeniyle, elektromanyetik titreşim ve gürültü de üretilecektir. Sinüs dalgasıyla çalışan motorlar için titreşim ve gürültüyü azaltmak zaten bir sorundur. İnverterle çalışan motor için ise, güç kaynağının sinüzoidal olmayan yapısı nedeniyle sorun daha da karmaşık hale gelir.
c) Düşük hızda düşük frekanslı titreşimli tork oluşur. Harmonik manyetomotor kuvvet ve rotor harmonik akımının sentezi, sabit harmonik elektromanyetik tork ve alternatif harmonik elektromanyetik tork üretir; alternatif harmonik elektromanyetik tork, motorun titreşim yapmasına ve dolayısıyla düşük hızda kararlı çalışmasını etkilemesine neden olur. SPWM modülasyon modu kullanılsa bile, güç frekanslı sinüs güç kaynağına kıyasla, yine de belirli bir derecede düşük dereceli harmonikler olacaktır; bu da düşük hızda titreşimli tork üretecek ve motorun düşük hızda kararlı çalışmasını etkileyecektir.
2. Yalıtıma darbe gerilimi ve eksenel gerilim (akım) uygulayın.
a) Ani gerilim yükselmesi meydana gelir. Motor çalışırken, uygulanan gerilime genellikle frekans dönüştürme cihazındaki bileşenler komütasyon sırasında oluşan ani gerilim yükselir ve bazen ani gerilim yükselerek bobine tekrarlanan elektrik çarpmasına ve izolasyonun hasar görmesine neden olur.
b) Eksenel gerilim ve eksenel akım üretimi. Mil geriliminin oluşumu esas olarak manyetik devre dengesizliği ve elektrostatik indüksiyon olayından kaynaklanır; bu durum sıradan motorlarda ciddi değildir, ancak değişken frekanslı güç kaynağıyla çalışan motorlarda daha belirgindir. Mil gerilimi çok yüksek olursa, mil ile yatak arasındaki yağ filminin yağlama durumu bozulur ve yatağın kullanım ömrü kısalır.
c) Isı dağılımı, düşük hızda çalışırken ısı dağılımı etkisini etkiler. Değişken frekanslı motorun geniş hız ayar aralığı nedeniyle, genellikle düşük frekansta düşük hızda çalışır. Bu durumda, hız çok düşük olduğundan, normal motorlarda kullanılan kendinden fanlı soğutma yöntemiyle sağlanan soğutma havası yetersiz kalır ve ısı dağılımı etkisi azalır; bu nedenle bağımsız fanlı soğutma kullanılması gerekir.
Mekanik etkiler rezonansa eğilimlidir; genel olarak, herhangi bir mekanik cihaz rezonans olgusu üretir. Bununla birlikte, sabit güç frekansında ve hızda çalışan bir motor, 50 Hz'lik elektriksel frekans tepkisinin mekanik doğal frekansıyla rezonansa girmekten kaçınmalıdır. Motor frekans dönüştürme ile çalıştırıldığında, çalışma frekansı geniş bir aralığa sahiptir ve her bileşenin kendi doğal frekansı vardır, bu da belirli bir frekansta rezonansa girmesini kolaylaştırır.
Yayın tarihi: 25 Şubat 2025