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摘 要：科学技术的不断发展，电子技术的出现给现代社会中的各行业的发展都带来了机遇，变频技术作为电子电力技术中的重要组成成分，其在我们的日常生活中应用变得越来越广，并且随着技术的不断发展与完善，已经可以更好的服务于国家和社会。本文主要对于变频调速点击设计制造中产生的问题进行了分析，并提出了对应的解决对策。
关键词：变频调速电机；设计制造；问题；解决对策
随着电力电子技术的飞速发展，变频调速已经逐渐取代了传统的变极调速、调压调速等调速技术，并且变频调速技术已经在现阶段被广泛的应用在矿产、纺织、家电以及运输行业中，在不断的应用过程中，变频调速作为以节能为主要目的的调速技术，其在使用过程中展现出了很好地优势，并且在应用的过程中实现了电机的软启动，还很好地减少了对于电网的冲击，更好的确保了对于系统的精准控制，而且也可以扩大调速的范围，更好的实现对于电机转速以及电压的提高。
1 变频调速电源对于电机造成的影响
在变频电源中，和传统电源不同的是其输出的波形是PWM以及PAM波形，交流正弦波并不能适应变频电源的需求，所以为了保证电机可以适合变频电源的需求，在交流异步电机的设计过程中，一般都是应用恒频恒压的方式进行设计。
1.1 电动机的效率以及升温造成的影响
由于不用形式的变频器在运行中都会产生不同程度的谐波电压以及电流，所以就导致电动机在非正弦电压以及电流的情况下并不能正弦的运行。在现阶段PWM是最为常用的变频器，其低次谐波为0，高次谐波为2μ+1，相较于载波频率大了大约一倍左右。在电动机的定子铜耗以及转子铜耗、铁耗都是使电动机出现额外发热的主要因素，严重降低了发热的效率以及输出的功率，高次谐波引起的损耗也十分严重，并且如果在普通的异步电动机运行的过程中，将变频输出变为非正弦的电源，还会导致设备的温度出现上升隐患。
1.2 电动机绝缘强度问题
在目前使用的电动机中，很多电动机都是使用PWM作为主要的控制方式，但是在使用的时候，电动机的载波频率可以达到几千赫兹到几万赫兹，所以就导致在运行的时候，电动机的定子绕组需要承受较大的电压上升率，就相当于在使用的时候，不断的对于电动机的定子绕组进行了反复的电压陡升冲击，持续下去就会导致电动机绕组受到不可修复的问题，影响电动机之间的匝间绝缘强度。而且在PWM变频器中还会产生矩形的斩波冲击电压，在叠加作用在电动机上就会给电动机的绝缘造成严重的冲击，这些威胁很可能会导致电动机的绝缘在不断的反复过程中出现严重的老化现象。
1.3 谐波电磁噪声与振动
在普通的一部电动机中应用变频器进行供电时，会结合电磁、通风以及机械等多方面因素，最后就会导致在电动机中引起振动以及噪声问题，是电动机使用过程变得更加复杂，而且在变频电源中各个谐波与电动机电磁部分的固有谐波之间会产生相互间的干涉，形成多种的电磁相互作用力，最后当电磁力波的频率域电动机之内的部件振动频率得到一致的时候，就会产生共鸣现象，增大噪音。
1.4 电动机对频繁起动、制动的适应能力
由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式起动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁起动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
1.5 低速时的冷却问题
因普通异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较低时，电源中高次谐波所引起损耗显得较大。其次，自扇冷的普通异步电动机在转速较低时，却风量将与转速的，方成比例减少，这必将使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，而难以实现恒转矩输出。
2 调速电动机在设计时应采取的对策
由于变频变压对电动机电源的影响，使普通异步电动机在变频调速情况下不适宜运行，因此，为了使异步电动机能够在变频变压下运行，必须设计适合在异步电动机在变频变压下使用的变频调速电源。而能够在变频变压下运行的异步电机与传统的异步电动机在设计上有很大的不同。
2.1 设计
在恒频恒压供电的普通异步电动机中，电磁设计主要是性能参数和过载能力起动性的效率和功率的决定因素。而在变频变压调速的异步电动机中，因临界转差率与电源频率成反比，所以，选择正确的转子电阻和转子漏抗就可以降低频率，对此，应考虑采取：（1）尽可能地减小定子和转子电阻。减少定子电阻既可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加，又可减小低速时定子电阻压降，使最大转矩有所上升。调频电机需通过采用较大电阻值来获得足够的起动转矩。因此，降低转子电阻不仅可以减少由基波和高次谐波所产生的转子铜耗，还可以在一定程度上抑制低速时的转矩脉动。（2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。在恒功率调速区域，最大转矩将随电源频率的增加而降低，有可能使电动机难以维持恒功率运行。因此，电动机漏抗的大小要兼顾整个调速范围内阻抗匹配的合理性。（3）变频调速异步电动机的主磁路一般应设计成不饱合状态。一方面是考虑高次谐波会加深磁路饱合，另一方面则是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。
2.2 结构设计
（1）绝缘等级一般应为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。（2）对电机的振动噪声问题，除在电磁设计方面选择合适的定子转子槽配合外，更要充分考虑电动机结构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。（3）考虑变频调速电动机与普通电动机互换性问题。（4）充分考虑低速时的冷却问题。在设计时一般依据转速的控制范围不同而采取相应的降容措施。
2.3 变频调速异步电动机在制造时采取的对策
（1）绝缘处理。在对于电动机进行设计的时候，为了保证制造的电动机可以符合绝缘系统的耐热等级，可以在每相线圈进行首末匝绕线的时候进行加包的补强绝缘处理。（2）保证零部件加工尺寸的精度。在电动机设计的时候，为了减少电动机的振动以及噪声，要尽可能的对于电动机的内部零件设计进行仔细的掌控，保证尺寸以及精度符合设计的需求，消除不平衡感。
3 结论
变频调速作为现阶段最主要的科技与电力电子技术产物，不仅有效地改善了对于电力资源的浪费，还很好地确保了对于人们生活环境以及水平的提高。随着变频技术的改善，在很大程度上解决了各个领域中存在的问题。变频电机通过在对于设计以及制造中产生问题的分析，不仅在一定程度上将问题得到了科学合理的解决，而且在问题的不断解决过程中，变频调速的技术也得到了一定程度的发展，使其可以更好的适应现代社会的需求。所以在变频调速技术的不断应用过程中，要不断地对于其进行完善改造，只有更好的提高了变频调速的技术水平，才能更好地为我国的经济技术发展做出贡献。
参考文献
[1]赖俊良，宋佳文.对变频调速异步电机设计与制造技术的探讨[J].中国新技术新产品，2015（12）.
[2]唐小伟.异步电机变频调速系统的优化设计与试验研究[D].湖南工业大学，2014.
关键词：变频调速电机；设计制造；问题；解决对策
随着电力电子技术的飞速发展，变频调速已经逐渐取代了传统的变极调速、调压调速等调速技术，并且变频调速技术已经在现阶段被广泛的应用在矿产、纺织、家电以及运输行业中，在不断的应用过程中，变频调速作为以节能为主要目的的调速技术，其在使用过程中展现出了很好地优势，并且在应用的过程中实现了电机的软启动，还很好地减少了对于电网的冲击，更好的确保了对于系统的精准控制，而且也可以扩大调速的范围，更好的实现对于电机转速以及电压的提高。
1 变频调速电源对于电机造成的影响
在变频电源中，和传统电源不同的是其输出的波形是PWM以及PAM波形，交流正弦波并不能适应变频电源的需求，所以为了保证电机可以适合变频电源的需求，在交流异步电机的设计过程中，一般都是应用恒频恒压的方式进行设计。
1.1 电动机的效率以及升温造成的影响
由于不用形式的变频器在运行中都会产生不同程度的谐波电压以及电流，所以就导致电动机在非正弦电压以及电流的情况下并不能正弦的运行。在现阶段PWM是最为常用的变频器，其低次谐波为0，高次谐波为2μ+1，相较于载波频率大了大约一倍左右。在电动机的定子铜耗以及转子铜耗、铁耗都是使电动机出现额外发热的主要因素，严重降低了发热的效率以及输出的功率，高次谐波引起的损耗也十分严重，并且如果在普通的异步电动机运行的过程中，将变频输出变为非正弦的电源，还会导致设备的温度出现上升隐患。
1.2 电动机绝缘强度问题
在目前使用的电动机中，很多电动机都是使用PWM作为主要的控制方式，但是在使用的时候，电动机的载波频率可以达到几千赫兹到几万赫兹，所以就导致在运行的时候，电动机的定子绕组需要承受较大的电压上升率，就相当于在使用的时候，不断的对于电动机的定子绕组进行了反复的电压陡升冲击，持续下去就会导致电动机绕组受到不可修复的问题，影响电动机之间的匝间绝缘强度。而且在PWM变频器中还会产生矩形的斩波冲击电压，在叠加作用在电动机上就会给电动机的绝缘造成严重的冲击，这些威胁很可能会导致电动机的绝缘在不断的反复过程中出现严重的老化现象。
1.3 谐波电磁噪声与振动
在普通的一部电动机中应用变频器进行供电时，会结合电磁、通风以及机械等多方面因素，最后就会导致在电动机中引起振动以及噪声问题，是电动机使用过程变得更加复杂，而且在变频电源中各个谐波与电动机电磁部分的固有谐波之间会产生相互间的干涉，形成多种的电磁相互作用力，最后当电磁力波的频率域电动机之内的部件振动频率得到一致的时候，就会产生共鸣现象，增大噪音。
1.4 电动机对频繁起动、制动的适应能力
由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式起动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁起动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
1.5 低速时的冷却问题
因普通异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较低时，电源中高次谐波所引起损耗显得较大。其次，自扇冷的普通异步电动机在转速较低时，却风量将与转速的，方成比例减少，这必将使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，而难以实现恒转矩输出。
2 调速电动机在设计时应采取的对策
由于变频变压对电动机电源的影响，使普通异步电动机在变频调速情况下不适宜运行，因此，为了使异步电动机能够在变频变压下运行，必须设计适合在异步电动机在变频变压下使用的变频调速电源。而能够在变频变压下运行的异步电机与传统的异步电动机在设计上有很大的不同。
2.1 设计
在恒频恒压供电的普通异步电动机中，电磁设计主要是性能参数和过载能力起动性的效率和功率的决定因素。而在变频变压调速的异步电动机中，因临界转差率与电源频率成反比，所以，选择正确的转子电阻和转子漏抗就可以降低频率，对此，应考虑采取：（1）尽可能地减小定子和转子电阻。减少定子电阻既可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加，又可减小低速时定子电阻压降，使最大转矩有所上升。调频电机需通过采用较大电阻值来获得足够的起动转矩。因此，降低转子电阻不仅可以减少由基波和高次谐波所产生的转子铜耗，还可以在一定程度上抑制低速时的转矩脉动。（2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。在恒功率调速区域，最大转矩将随电源频率的增加而降低，有可能使电动机难以维持恒功率运行。因此，电动机漏抗的大小要兼顾整个调速范围内阻抗匹配的合理性。（3）变频调速异步电动机的主磁路一般应设计成不饱合状态。一方面是考虑高次谐波会加深磁路饱合，另一方面则是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。
2.2 结构设计
（1）绝缘等级一般应为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。（2）对电机的振动噪声问题，除在电磁设计方面选择合适的定子转子槽配合外，更要充分考虑电动机结构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。（3）考虑变频调速电动机与普通电动机互换性问题。（4）充分考虑低速时的冷却问题。在设计时一般依据转速的控制范围不同而采取相应的降容措施。
2.3 变频调速异步电动机在制造时采取的对策
（1）绝缘处理。在对于电动机进行设计的时候，为了保证制造的电动机可以符合绝缘系统的耐热等级，可以在每相线圈进行首末匝绕线的时候进行加包的补强绝缘处理。（2）保证零部件加工尺寸的精度。在电动机设计的时候，为了减少电动机的振动以及噪声，要尽可能的对于电动机的内部零件设计进行仔细的掌控，保证尺寸以及精度符合设计的需求，消除不平衡感。
3 结论
变频调速作为现阶段最主要的科技与电力电子技术产物，不仅有效地改善了对于电力资源的浪费，还很好地确保了对于人们生活环境以及水平的提高。随着变频技术的改善，在很大程度上解决了各个领域中存在的问题。变频电机通过在对于设计以及制造中产生问题的分析，不仅在一定程度上将问题得到了科学合理的解决，而且在问题的不断解决过程中，变频调速的技术也得到了一定程度的发展，使其可以更好的适应现代社会的需求。所以在变频调速技术的不断应用过程中，要不断地对于其进行完善改造，只有更好的提高了变频调速的技术水平，才能更好地为我国的经济技术发展做出贡献。
参考文献
[1]赖俊良，宋佳文.对变频调速异步电机设计与制造技术的探讨[J].中国新技术新产品，2015（12）.
[2]唐小伟.异步电机变频调速系统的优化设计与试验研究[D].湖南工业大学，2014.