浅谈变频器供电条件下电动机的温升与对策
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由上表中可以看出变频调速时，虽然电动机的转矩、输出功率都随频率的下降而降低（即发热量减小），但电动机的温度却升高了，特别是电动机运行在30hz以下时，温升尤其严重。因此可见，电动机变频运行后其温升增加几乎是不可避免的，特别是普通电动机低速运行时，极易发生过热现象。为此，了解电动机的温升缓解方法是十分重要的。
4 缓解电动机温升的对策
温升是影响电动机使用寿命的关键因素，电动机温升的“8℃定理”就是这一观点的佐证。如前所述，电动机在变频器供电时的温升会比工频电源时有明显增加，一般地，电机运行频率越低温升越高。切实需要采取措施，限制或缓解电动机温升的增加，保证设备安全运行。
在电动机选定的条件下，限制或缓解电动机温升无非有两个方面，一是合理地减少损耗，即降低发热量；再就是改善冷却条件，使热能有效地散发出去。
减少损耗的根本措施一是抑制谐波，二是限制负载转矩，具体措施如下：
（1）采取各种抑制谐波的措施，例如在变频器的输出侧加装滤波器，以改善输出谐波性能，减少由于高次谐波引起的附加损耗。
（2）合理调试“载波频率”参数，改善谐波性能，减小电动机的各种损耗。一般认为载波频率适度提高，高次谐波含量将降低，电机损耗小。但是必须注意：载波频率过高将加剧电动机的冲击电压，对电动机绝缘不利，而且变频器自身的损耗要增大，因此载波频率的设置也不宜过高。
（3）对于减负载场合或电动机轻载运行情形，适度减低变频器输出电压，即减小u/f给定。
（4）对于减负载场合，适当降低最高运行频率限制，降低电机出力。
（5）适当地提高电动机和变频器的容量，减小其负载系数。
另外，如果生产工艺允许，电动机轻载使用也是一种简单有效的方法。
图5示出变频供电时（变频器容量与电机容量的组合为1∶1）电动机容许的连续运转转矩和短时最大转矩特性的一例［4］。这些特性随电机的种类、结构等的不同而不同，详细情况需要根据各厂家提供的资料进行研究。
图5中，容许连续运转转矩表示通用电机连续运转时，可以将电机温升限制在规定值以内的容许转矩值。如用220v、60hz电源以20hz的速度连续运转电机时，如果负载转矩在电机额定值的80%以内，则可以使电机的温升不超过规定值。最大转矩表示通用电机用变频器传动时电机可以产生的最大转矩值。以此转矩值不能连续运转，所以为短时定额。
在提高散热能力方面的具体措施：
（1）选用变频专用电动机或采用强迫通风式电动机。
（2）改造原有设备，另设专用冷却风扇。
另外，如果生产工艺允许，限制电动机运行的最低频率，保证自扇冷式电动机在低速时的冷却能力，也是一种简单有效的方法。
值得指出的是，目前大量使用的普通中小型交流电动机都是按恒频/恒压（50hz/380v）设计的，为了降低成本这些电动机都是自带风扇型冷却的，冷却风量也是基本按电动机额定速度设计的，较少考虑电动机调速（降速）后，自扇冷式电动机的散热能力下降的问题。在变频器广泛应用的今天，这种电动机实际上已经不能适应变频调速的要求，变频电动机是理想的选择之一。相比普通交流电动机，目前变频电动机价格昂贵，许多企业难以承受。改造中小型电动机冷却方式，即采用他扇冷式这种以往多用于大型电动机的冷却方式，是一种简单有效且价廉物美的方案。
应用通用变频器改造旧有的普通异步机恒速系统时，尤其应该注意以下几点问题。对于平方转矩负载（如风机、水泵）一般直接选用容量适当的变频器即可；但是对于恒转矩负载应注意实测或估算电动机长期运转的频率，判明电动机实际功耗与电动机余量。对于调速范围比较宽的电动机，特别是具有恒转矩调速和恒功率调速两个运行范围的电动机，不能采用自扇冷式电动机，这种方式对高速和低速都不利，低速时冷却效果差，高速时冷却能力过剩使系统效率下降。
4 结束语
本文研究了变频器供电条件下感应电动机的温升问题，分析了由于电动机的损耗和散热问题所引起的电动机温升增大的原因，并通过试验数据详实的说明电动机的温度分布规律和变频电源对电机温升的影响，提出了减少损耗和改善散热方面的具体措施，为解决电动机温升问题提供了参考。
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