摘要：随着地球资源正在急速匮乏，人们逐渐重视能源的节约，在这些能源中，电能是人们必须的能源之一。在我国，电能的消耗很多并不是人们用掉的，据不完全统计，有一半以上的电能都是被电动机所消耗的，而在电动机当中，消耗电能最大的基本上都是异步电机。因此，对异步电机的合理运用是我国目前管理电能当中重要的部分。在现今的技术中，对于异步电机的节能主要是运用变频驱动器，通过调节电机的转速来适应不同的情况，以此来达到节约能源的目的。
关键词：变频器驱动；异步电机；设计
近些年，随着科技的发展，对异步电动机的研究也在不断的进步，特别是对变频器的研究，基于变频器驱动下的异步电动机是通过转速调节从而保证减少能源的损耗，提高能源的利用率。变频调速的技术被广泛的应用在异步电动机中，虽然可以有效的节约能源，但是随着频率的改变，电源在供电时会存在着很大的问题，在变频异步电动机运行的过程中，会产生较多的谐波电流，导致电动机的运行效率与功率性能较低。
一、变频器驱动下的异步电动机的设计的必要性
现在我国的经济建设不断的发展，资源与能源的消耗较大，随着能源的不断减少，人们逐渐认识到节能的重要性，在基本的能源消耗中，占据最大的就是电力能源，人们的生活离不开电能的供给，所以电能的节约具有重要意义，但是在电能的消耗中，人们的生活应用只占据了不到一半，大部分的电能都被异步电动机消耗掉，所以研究异步电动机的新型设计，降低能源的消耗具有重要的现实意义。电子科技的进步使变频调速技术逐渐的应用在异步电动机中，通过变频调速，有效的节约能源的浪费。在实际的社会发展中，对变频异步电动机的应用较为广泛，所以研究变频器驱动下的异步电动机的设计与分析具有重要意义，通过设计的改变，提高变频异步电动机的运行性能，从而在符合能源发展状况的条件下提高我国的工业化建设水平，实现节能建设。
二、传统异步电机的设计方法
2.1异步电机设计方法的特点及其局限性
在传统的异步电机的设计中，除了要考虑电机的额定功率、功率因数、启动转矩等运行性能以外，还要关注的一点就是电机的价格。但是我们在进行变频调速异步电机设计时，要考虑整个变频调速系统的运行能力，电机要与实际的系统匹配才可以，也就是说我们在考虑变频调速时，除了考虑电机的效率、最大的转矩等性能参数以外，同时还要顾及异步电机的实时动态特征，所以传统的异步电机在这一点是行不通的。传统的异步电机有一定的局限性，主要表现为：
在设计开始时仅仅可以确定电机的定子内径，而电机的定子外径要在槽尺寸设计完以后才可以确定，我们知道当处于一个应用场合时，电机的外形尺寸是要受到严格控制的，如果在设计之初没有确定外径的尺寸，将会给以后的设计带来诸多不便。在传统的异步电机设计之初，没有及时地考虑电机在非额定点时的运行能力，就会有可能造成变频调速系统不能够很好地进行配合。我们在设计变频调速异步电机时，运用了大量的经验参数，运用参数做参考是可以的，但是不要全部都运用到设计中，因为这些参考数据基本都是根据传统异步电机的设计逐渐总结出来的，并不完全适合于变频调速异步电机的设计。
2.2变频调速异步电机转子槽的设计
转子槽是一个可以承接电机电能量转换的载体，它在电磁能量转换以及电磁能量的传递中起着非常重要的作用。转子电阻的设计对电机的效率影响是很大的，所以转子槽的设计在整个异步电机设计中占据着重要的地位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在变频调速异步电机设计中，我们可以将转子深槽等槽型设计去除，变频调速异步电机转子槽形的设计也得到了放宽。目前变频调速异步电机的转子槽型一般采用圆底槽、闭口槽。
2.3变频调速异步电机的绝缘设计
变频调速系统中，异步电机的输入电压和电流是以非正弦的形式在进行着供电作业，异步电机与调速装置之间的电缆连接线较长，最终的结果就是电机受到两倍左右的脉冲前沿电压的冲击。而这种情况瞬间就会将相邻的两根导线之间的电压升高，这时就容易出现电机放电的现象。所以电机的绝缘其实就是对导线的绝缘，因此，我们在选择导线时，要时刻关注导线的抗高温性以及抗软化击穿能力。
2.4变频调速异步电机的设计方法特点
异步电机的设计中包含了较多的电机基本信息，而且在公式中还有电机电磁负荷的设定，这样设定不仅可以消除传统设计中只是依靠试验数据的问题，还可以使电机电磁负荷的设定与电机的实际运行之间建立良好的关系，从而促进二者之间的配合。还有一点也是运用企业所关注的，就是异步电机的价格要远远小于变频器的价格，所以这也在一定程度上减轻了企业的经济负担，而且也说明了变频调速异步电机的造价已不再是重点。
目前，变频调速异步电机在设计以及运用中涉及的最主要的问题就是谐波问题，如果遇到含有较高谐波的电源时，电机的正常运行就会受到影响。所以，我们在对电机进行设计时一定要考虑到这一方面的问题，谐波的频率变化会给电机带来一定的影响，因为谐波的频率会改变电抗参数。一旦电抗参数发生改变，就会使转子绕组的集肤效应增大转子的电阻，就要在电机的等效电路中重新计算转子的参数，这些数据都是息息相关的，而在进行电机的性能分析时，要运用谐波的等效模型来计算电机中的电流与电压的改变情况。
三、变频器驱动下的异步电机发展趋势
二十世纪中叶，电气传动掀起了一次重要的技术革命，变频器驱动下的异步电机必将取代结构复杂、昂贵的直流电机。这一革命在半导体器件和电子电力迅猛发展的今天取得了可喜的成果。随着可控硅元器件的出现，交流传动技术的发展空间得到进一步拓展，交流变频调速的技术迅速兴起并取得了长足的发展。变频调速技术使得异步电机的性能在使用变频器驱动后发生了很大的变化，异步电机更加节能。各国对可靠性高的变频器驱动的异步电机进行了积极的开发和研制，并取得了良好的成效。变频电机在我国的开发和研究起步较晚，但近年来也取得了很大的进步。为了适应不同的使用场合，我国相继推出了各系列的变频电机，如：适用于水泵及风机类负载的YPT80-450，功率为0.37～630千瓦的低压变频电机；适用于起重机、冶金等需要频繁起动和制动的YZP100-400，功率为1.1～1250千瓦。变频调速技术的发展趋势表明，变频器驱动下的异步电机完全能与直流传动的电机相媲美，并呈现出蓬勃的生机。变频器的发展给异步电机的设计带来了新生命。
结语
近些年，随着科技的发展，对异步电动机的研究也在不断的进步，特别是对变频器的研究，基于变频器驱动下的异步电动机是通过转速调节从而保证减少能源的损耗，提高能源的利用率。总之，变频器驱动下的异步电动机在设计的时候，要注意多种因素的影响，并且要在电动机的运行性能与节能效果上继续探索研究，从而优化电动机的设计，使之更好的应用在社会中的各个领域。
参考文献
[1]况燕.浅析变频器驱动下的异步电机设计[J].科技风，2014.
[2]刘宝佳.变频器驱动下的异步电机设计与分析[J].黑龙江科学，2014.
[3]韩培.浅谈变频器驱动下的异步电机设计与分析[J].中国科技纵横，2013.
论文作者:刘全
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/12
标签：异步电机论文; 电机论文; 变频器论文; 变频调速论文; 转子论文; 电能论文; 异步电动机论文; 《电力设备》2018年第3期论文;