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变频器导致电机损伤之谜
发布时间:2021-3-3 10:21:00   来源:杭州三科变频技术有限公司   人气值:

变频器驱动的电机受峰值电压影响后,其实际寿命与多种因素有关,包括温度、污染、振动、电压、载波频率和线圈绝缘技术。


变频器的载波频率越高,输出电流波形越接近正弦波,电机的运行温度越低,绝缘寿命越长。 但是,载波频率高意味着每秒对更多的尖峰电压和马达的影响。 绝缘寿命根据电缆的长度和载波频率而变化。 如从图中可以看出,对于长度为200英尺的电缆,如果载波频率从3khz增加到12khz倍,则绝缘寿命从大约80000小时减少到20000小时( 4倍)。


电机温度越高,绝缘寿命越短。如图5所示,当温度升至75℃时,电机的寿命仅为50%。由于pwm电压含有较多的高频成分,变频器驱动的电机温度将远远高于工频电压驱动的电机温度。


变频器损坏电机轴承的原因是有电流流过轴承,该电流处于间歇通讯状态,间歇通讯电路会产生电弧,烧坏轴承。


电流流过交流电机轴承的主要原因有两个:一是内部电磁场不平衡引起的感应电压;第二,杂散电容引起的高频电流路径。


理想交流感应电机内部的磁场是对称的。当三相绕组的电流相等且相位差为120°时,电机轴上不会感应出电压。当变频器输出的pwm电压导致电机磁场不对称时,会在轴上感应出电压,其幅值在10-30V之间,与驱动电压有关。驱动电压越高,轴上的电压越高。当该电压值超过轴承中润滑油的绝缘强度时,将形成电流路径。在轴旋转的过程中,在某一时刻,润滑油的绝缘再次阻断了电流。这一过程类似于机械开关的开关过程,在开关过程中会产生电弧,电弧会烧蚀轴杆、球和轴碗的表面并形成凹坑。如果没有外部振动,小坑不会产生很大的影响,但是如果有外部振动,会产生沟槽,这将对电机的运行产生很大的影响。


此外,试验说明,轴杆上的工作电压也与转化器输出电压的基频相关,基频越低,轴杆上的工作电压越高,滚动轴承损害越比较严重。


电机运行初期,当润滑油温度较低时,电流幅值为5-200毫安,这样小的电流不会对轴承造成任何损坏。但是,当电机运行一段时间后,随着润滑油温度的升高,峰值电流将达到5-10a,这将导致电弧放电,并在轴承部件表面形成小凹坑。


这些内容都是变频器厂家总结的一些经验,通过三科变频器维修部人员收集整理的,希望可以帮到广大客户