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摘要：随着社会的不断发展，我国工业生产对变频器的依赖性越来越强，尤其是在一些自动化生产线的运行中，必须要保证变频器顺利的进行变频操作，才能够满足节能环保的要求，使生产线的运行更加顺利。而在变频器的使用过程中，其驱动装置主要为异步电机，如果异步电机的运行出现了故障，不仅会导致整个变频器的运行效率下降，还会影响生产线的正常运行，从而使工业生产的经济效益降低，因此对变频器中驱动装置异步电机进行振动的频谱特征分析，是当前保证异步电机正常运行的重要措施。基于此，本文通过分析变频器的驱动装置在运行过程中电机谐波和频谱，探究载波频率对电机振动产生的影响。
关键词：变频器；驱动；异步电机；振动频谱；特征分析
引言：在工业生产的过程中，使用变频器必须要根据变频器的交流调速工作模式对驱动的异步电机进行相应的管理，由于普通的异步电机主要使用变频器的调速模式，所以，必须要考虑机械通风及电磁因素的影响，因此，在对异步驱动电机进行振动和噪声调速模式探究的过程中，由于需要考虑的因素较多，所以探究具有一定的复杂性。为了能够明确变频器驱动异步电机振动频谱，需要对其振动的角度进行合理的评价，并且通过对振动角度的分析和控制，保证能够使变频电机的振动得到有效的抑制，从而提高变频异步电机的使用性能。
一、对变频器中的驱动装置异步电机进行谐波分析
在对变频器的驱动装置异步电机进行谐波分析的过程中，主要分为以下几个部分，首先需要对变频器的输出电压进行相应的谐波分析。由于现阶段常用的变频器主要采用了交直交的电路运行模式，因此在选择电压谐波进行分析的过程中可以使用正弦波脉宽调制的控制方法，通过这种控制方法可以加强对变频器谐波的分析和有效的控制。根据对谐波的分析结果可以发现，在整流阶段、逆变阶段、中间直流环节以及控制环节中，可以通过工频交流电源，使用三相桥式的不可控制整流器对其直流电源进行相应的转化。其次是需要对异步电机谐波中的转矩进行相应的分析，由于变频器驱动装置中的异步电机在实际运行过程中，因为气压的问题可能会产生时间或者空间上的谐波磁势，因此可能会出现一些附加的谐波转距。在对这些附加的谐波转矩进行探究的过程中，因为受到的影响因素相对较多，所以必须要严格针对附加的谐波转矩进行谐波的分析，对于同步的谐波转矩和振动的谐波转矩来说，也应该加强分析的深入性，从而确保能够针对异步电机中，所有谐波的转矩进行合理的分析。然后是需要对异步电机中的同步谐波转距进行相应的分析。由于同步谐波转矩在产生过程中与异步电机的振动有关，所以，如果气隙谐波磁通和他感谐波之间产生的相互作用，而产生的异步谐波转矩将会对电机的正常运行产生严重的影响。同时由于同步谐波转距会出现两个相互独立并且相同的极数和转向磁场，所以在运行的过程中，导致其转动的速度不能够满足特定的转动速度，是磁场将会出现同步现象，因此导致磁场出现了静止的现象。对于同步谐波转距来说，其出现也具备一定的合理性，只要能够确保及时的对转速进行相应运行模式的改变，既可保证同步谐波的转距自动消失，并且要充分的使用电机在运行过程中出现的合成转距。如果同步转距的变化相对较为突然，对于变频器的驱动装置异步电机来说，则会产生一定的软起动特征，并且在启动的过程中，也不会出现同步转速的问题。最后是需要对振动产生的谐波转距进行相应的探究振动产生的谐波转距，主要需要分析附加的谐波转距，由于在电机运行的过程中，因为振动现象可能会出现一些附加的谐波转矩，所以也被称为谐波脉动电磁转矩。
出现这种转机的主要原因是因为不同的气缝隙谐波和转子谐波电流之间可能会产生相互作用，如果没有及时的处理好之间的相互作用，则会产生严重的振动谐波转距，因此必须要对振动谐波转距进行合理的处理，现阶段出现的振动谐波的转距平均值通常为0，并且方向也可以抵消，但是无论在任何运行模式中都需要针对异步电机中的振动谐波转矩进行合理的分析和控制，确保其不会对电机的正常运行状态产生影响。在分析的过程中，必须要根据转子的谐波电流和基波的旋转磁通振动转动情况进行相应的分析，并且要取其中幅度相对较大的值，这样可以提高谐波电流和基波电流之间的磁场作用，从而将引起的振动谐波进行合理的控制及分析。
二、对电机振动的频谱进行分析
在对异步电机振动过程中产生的频谱进行分析，主要使用两种方法，第一种方法为电机的振动抑制算法，为了确保能够异步电机的运行更加稳定，需要对振动情况进行相应的抑制，因此这就需要使用振动抑制算法对其中的振动情况进行合理的计算，并且要不断了解其中各个参数，这样才可以更好的确定振动过程中产生的频谱及其特征。现阶段作为参考依据的数据主要因为异步电机在振动过程中，可能会出现不同方向的振动信号，从而导致电机的振动信号出现了叠加现象，因此要根据不同振动源进行方向和大小的分析，这样才可以确保针对叠加的振动信号，有更全面的了解，如果振动源只来自于一个方向，则只需要针对振动的信号频谱进行相应的检验，即可提高对电机振动过程中抑制准确性的分析。第二种方法则需要针对旋转系统进行离散频率的分析，为了保证在旋转频率油管分析的过程中能够切实的考察电机的振动情况，所以，要确保电机的振动幅度能够在0~200赫兹之内，同时还要根据转速的变化情况和频率的变化情况进行合理的分析，并且描绘出相对较为准确的转速谱阵图。
三、变频器出现的载波频率对电机振动产生的影响
现阶段变频器出现的载波频率会对电机的振动现象产生严重的影响，其主要体现在以下几个方面，首先是由于变频器在运行的过程中会出现一定的载波频率，而载波频率和载波比等因素又会严重的影响变频器的输出电流所产生的谐波，所以，应该尽量保证载波频率能够改善正弦波的平滑程度，而对于功率相对较大的逆变元件来说，在开关频率的限制方面可以有效的改善载波频率。当前针对三相桥逆变器的应用进行分析的过程中，可以发现载波频率，大约15KHZ的情况下，根据逆变器的原理可以明确逆变回路能够产生正弦脉宽调制的平滑脉冲波。同时由于变频器在运行过程中还可能会产生气隙高次谐波磁，所以必须要不断的改善振动谐波转距，如果产生了高次谐波磁，那么电机在运行过程中，转速可能会出现周期性的变化，并且运行的噪声也越来越大，随着噪声的不断增大，载波频率将会快速增加，从而导致电机的垂向振动幅度与其成反比的关系，并且明显下降。因此必须要针对高频段的振动峰值进行相应的控制，确保能够通过载波频率的设置，对振动的峰值频率大小进行合理的分析及控制，从而保证在设定好了载波频率固定值以后，能够提高振动峰值的转速。在这种情况下，可以确保变频器在运行过程中使用分段调制的方法，是驱动异步电机的振动能够进行更好的优化。
结束语
综上所述，现阶段我国变频器中的驱动装置异步电机在实际使用过程中可能会出现较为严重的振动谐波，因此必须要对振动的谐波和振动的频谱特征进行有效的分析，确保变频器的使用能够更加稳定。
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