第一,变频器在矢量控制时,对最高运行频率的限制。比如说,MM440和G120的上限都是200Hz,而6SE70和S120都是300Hz。这样,只要控制在不超过最高频率下的弱磁升速,控制器的能力就没有问题。当然,对于S120如果是用于伺服控制模式,最高运行频率还可以再高。同理标量(V/F)控制的最高频率也是可以很高的。他们都要经历其深度弱磁。这是控制器的能力。
第二,电机对高转速运行的要求。这主要是转子的受力强度和轴承的受力强度问题。他必须要能够承受因为高转速所产生的破坏性机械外引力;另外电机轴系的动平衡要求也是严格的,在高转速下,动平衡不好也会对电机轴系产生强烈的机械破坏力。
目前,我们实际接触的高速异步电机应用基本在150-300Hz之间,小于200Hz的应用基本都是2极的异步电机,大于200Hz且功率超过100kW的应用,则是4极的异步电机。当然这些高速电机的应用,全都是定制电机,而制造商设计,更希望用4极电机实现万转,不希望用2极电机做万转,这就是机和电的矛盾了,从控制器的角度讲,实现万转,最好别超过200Hz(矢量控制),而作为机械角度看,4极电机实现万转,磁场分布是均匀的,电机结构设计上比较简单。这需要我们设计系统时,选型去找平衡。综合考虑包括:系统可靠性、技术难易程度、总成本几个方面。
以上主要是针对异步机的矢量控制而言,如果是V/F控制或伺服控制,则另当别论了。控制器不是问题。另外电主轴系列不在上述内容之列。
高速以及超高速电机应用很多的功率较小的发电机或电动机,例如雕刻机,
工厂以及实验设备使用的高速电机如K斑所讲都是定制,要求比较高,转子惯量小机械强度高等等,变频器高频带来的du/dt或者峰值电压,可以采取相应的措施进行抑制,比如加接地碳刷,配置输入输出电抗器,滤波器,而且对于定制电机其绝缘标准本身比较高。
西门子推出的超高频变频器,最高可达1200HZ。