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制冷机变频器损伤电机不得不知的秘密


变频调速器对电动机的损
 
变频调速器对电动机的损害包含2个层面,电机定子绕阻的损害和滚动轴承的损害,如图所示1所显示。这类损害一般产生在几个星期至十几个月内,具体时间与变频调速器的知名品牌、电动机的知名品牌、电动机的输出功率、变频调速器的载波通信頻率、变频调速器与电动机中间的电缆线长短、工作温度等众多要素相关。电动机的初期出现意外毁坏给公司的生产制造产生极大的财产损失。这类损害不但是电动机维修和拆换产生的花费,更关键的是出现意外停工产生的财产损失。因而,在应用变频调速器驱动电机时,务必对电动机损害的难题有充足的高度重视。
 
变频调速器对电动机的损害
 
变频调速器推动与直流推动的差别:
 
要掌握直流电动机在变频调速器推动标准下更非常容易毁坏的原理,最先掌握变频调速器驱动电机的工作电压与直流工作电压有什么不同。随后再掌握这类区别是怎样对电动机造成负面影响的。
 
变频调速器的基本上结构如图2所显示,包含逆变电路与整流电路两一部分。逆变电路为一般二极管与耦合电容组成的交流电压輸出电源电路,整流电路将交流电压转换成脉冲宽度调制的工作电压波型(PWM工作电压)。因而,变频调速器驱动电机的工作电压波型是占空比转变的单脉冲波型,而不是正弦波形工作电压波型。用单脉冲工作电压驱动电机便是造成 电动机非常容易毁坏的直接原因。
 
变频调速器损害电机转子绕阻的原理:
 
单脉冲工作电压在电缆线上传送时,假如电缆线的特性阻抗与负荷的特性阻抗不配对,在负荷端会造成反射面。反射面的結果是,入射波与反射面波累加,产生高些的工作电压,它的力度较大 能够做到直流电母相电压的2倍,大概等同于变频调速器键入工作电压的3倍,如图所示3所显示。过高的顶峰工作电压加在电机转子的电磁线圈上,对电磁线圈导致工作电压冲击性,经常的过压冲击性会造成 电动机太早无效。
 
变频调速器推动的电动机遭受顶峰工作电压的冲击性后,它的具体使用寿命与许多要素,包含,溫度、环境污染、震动、工作电压、载波通信頻率及其电磁线圈绝缘层的加工工艺等要素相关。
 
变频调速器的载波通信頻率越高,輸出电流量波型越贴近正弦波形,这会减少电动机的运作溫度,进而增加绝缘层的使用寿命。可是,高些的载波通信頻率代表着每秒造成的顶峰工作电压总数大量,对电动机的冲击性的频次大量。图4得出了绝缘层使用寿命伴随着电缆线长短与载波通信頻率的转变。从图上得知,针对200英寸长的电缆线,当载波通信頻率从5kHz提升到12kHz(转变4倍)时,绝缘层的使用寿命从大概八万钟头减少到2万钟头(相距4倍)。
 
载波通信頻率对绝缘层的危害
 
电动机的溫度越高,绝缘层的使用寿命越少,如图所示5所显示,当溫度上升到75度时,电动机的使用寿命仅有50%。变频调速器推动的电动机,因为PWM工作电压包括较多的高频率成分,电动机溫度会远超直流工作电压推动的状况。
 
变频调速器损害电动机轴承的原理:
 
变频调速器损害电动机轴承的缘故是,有穿过滚动轴承的电流量,而且这类电流量处在时断时续连接的情况,时断时续连接的电源电路会造成电孤,电孤损坏了滚动轴承。
 
造成 交流电动机的滚动轴承中穿过电流量的缘故关键有两个,第一,內部磁场不平衡造成的感应电压,第二,杂散电容器造成的高频率电流量通道。
 
理想化沟通交流永磁同步电机內部的电磁场是对称性的,当三相绕阻的电流量相同,而且相位差相距120?时,不容易在电动机的轴杆上磁感应出工作电压。变频调速器輸出的PWM工作电压造成 电动机內部的电磁场不一样时,便会在轴杆上磁感应出工作电压,工作电压的力度在10~30V,这与推动工作电压相关,推动工作电压越高,轴杆上的工作电压越高。当这一工作电压的标值超出滚动轴承中的润滑脂的绝缘层抗压强度时,便会产生一个电流量通道。轴杆转动全过程中,在某一時刻,润滑脂的绝缘层又阻隔了电流量。这一全过程类似脚踏式电源开关的导通全过程,这一全过程中会造成电孤,烧损轴杆、钢珠、轴碗的表层,产生凹痕。要是没有外界震动,小凹痕不容易造成过大的危害,可是如果有外界震动时,会造成凹形槽,这对电动机的运行危害非常大。
 
此外,试验说明,轴杆上的工作电压还与变频调速器输出电压的基波頻率相关,基波頻率越低,轴杆上的工作电压越高,滚动轴承损害越比较严重。
 
在电机工作中的前期,润滑脂溫度较低的情况下,电流量力度在5-200mA,那么小的电流量不容易对滚动轴承造成一切毁坏。可是,当电机运作一段时间后,伴随着润滑脂溫度上升,最高值电流量会做到5-10A,这会造成飞弧,在滚动轴承构件的表层产生凹坑。
 
电动机电子器件绕阻的维护:
 
当电缆线的长短超出30米时,当代变频调速器必定会在电动机端造成顶峰工作电压,减少电动机的使用寿命。避免 电动机发生损害,有两个构思,一个是选用绕阻绝缘层抗电抗压强度高些的电动机(一般称之为变频电动机),另一个是采取一定的有效措施减少顶峰工作电压。前一种对策合适于新创建的新项目,后一种对策合适于对现有的电动机开展更新改造。
 
现阶段常见的电动机维护方式有下列四种:
 
1)在变频调速器的輸出端安裝串联电抗器:这一对策是常见,可是必须 留意的是,这一方式针对较短的电缆线(30米下列)有一定实际效果,可是有时候实际效果不足理想化,如图所示6(c)所显示。
 
2)在变频调速器的輸出端安裝dv/dt过滤器:这一对策适用电缆线长短低于300米的场所,价钱稍高于串联电抗器,可是实际效果拥有显著的改进。
 
3)在变频调速器的輸出端安裝正弦波形过滤器:这一对策是较为理想化的。由于在这儿,将PWM单脉冲工作电压变成了正弦波形工作电压,是电动机工作中在与直流工作电压同样的标准下,顶峰工作电压的难题获得了完全的处理(电缆线再长,也不会发生顶峰工作电压了)。
 
4)在电缆线与电动机插口的部位安裝顶峰工作电压净化塔:前边好多个对策的缺陷是当电动机的输出功率很大时,串联电抗器或过滤器的容积、净重非常大,价钱较高,此外,串联电抗器和过滤器都是会造成 一定的电流,危害电动机的輸出扭矩,选用变频调速器顶峰工作电压净化塔可以摆脱这种缺陷。
 
电机损伤也有负荷层面的缘故
 
(1)电机长期过负荷运作。
(2)电机运行于经常,开机时间太长或是运行时间间隔过短。
(3)被拖拽设备故障,使电机负荷率扩大,或被卡死不转动或转速比骤降,使电机电流量激增而超温。
(4)电机的工作中风格和负荷工时制度不配对,比如短时间周期时间工时制度的电机用以推动持续长期性工作中的负荷。
 
其他也有的都并不是很普遍的缘故,如:工作电压过低或过高,振动导致接线头松动两色短路故障,鼠害伤害、進口电动机工作电压与中国工作电压不配合(如日本电动机)。各种各样缓解压力启动控制回路常见故障导致不变换,电动机长期底压工作中等。
 
电机烧蚀的维修方式:电机拆换绕阻电磁线圈,浸三防漆后开展干躁烘干处理解决;拆换滚动轴承;修整电机转子变压器铁芯。
 
变频调速器损害电动机轴承的原理
 
有穿过滚动轴承的电流量,而且这类电流量处在时断时续连接的情况,时断时续连接的电源电路会造成电孤,电孤损坏了滚动轴承。
 
造成 交流电动机的滚动轴承中穿过电流量的缘故关键有两个,第一,內部磁场不平衡造成的感应电压,第二,杂散电容器造成的高频率电流量通道。
 
理想化沟通交流永磁同步电机內部的电磁场是对称性的,当三相绕阻的电流量相同,而且相位差相距120时,不容易在电动机的轴杆上磁感应出工作电压。变频调速器輸出的PWM工作电压造成 电动机內部的电磁场不一样时,便会在轴杆上磁感应出工作电压,工作电压的力度在10~30V,这与推动工作电压相关,推动工作电压越高,轴杆上的工作电压越高。当这一工作电压的标值超出滚动轴承中的润滑脂的绝缘层抗压强度时,便会产生一个电流量通道。轴杆转动全过程中,在某一時刻,润滑脂的绝缘层又阻隔了电流量。这一全过程类似脚踏式电源开关的导通全过程,这一全过程中会造成电孤,烧损轴杆、钢珠、轴碗的表层,产生凹痕。要是没有外界震动,小凹痕不容易造成过大的危害,可是如果有外界震动时,会造成凹形槽,这对电动机的运行危害非常大。
 
此外,试验说明,轴杆上的工作电压还与变频调速器输出电压的基波頻率相关,基波頻率越低,轴杆上的工作电压越高,滚动轴承损害越比较严重。
 
在电机工作中的前期,润滑脂溫度较低的情况下,电流量力度在5-200mA,那么小的电流量不容易对滚动轴承造成一切毁坏。可是,当电机运作一段时间后,伴随着润滑脂溫度上升,最高值电流量会做到5-10A,这会造成飞弧,在滚动轴承构件的表层产生凹坑。



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