Motoren går hurtigt i stykker, og inverteren fungerer som en dæmon?Læs hemmeligheden mellem motoren og inverteren i én artikel!
Mange mennesker har opdaget fænomenet med inverterskader på motoren.For eksempel på en vandpumpefabrik har dens brugere i de seneste to år ofte rapporteret, at vandpumpen var beskadiget i garantiperioden.Tidligere var kvaliteten af pumpefabrikkens produkter meget pålidelig.Efter undersøgelse viste det sig, at disse beskadigede vandpumper alle blev drevet af frekvensomformere.
Fremkomsten af frekvensomformere har bragt innovationer til industriel automationsstyring og motorenergibesparelse.Industriel produktion er næsten uadskillelig fra frekvensomformere.Selv i dagligdagen er elevatorer og inverter klimaanlæg blevet uundværlige dele.Frekvensomformere er begyndt at trænge ind i alle hjørner af produktionen og livet.Imidlertid bringer frekvensomformeren også mange hidtil usete problemer, blandt hvilke skader på motoren er et af de mest typiske fænomener.
Mange mennesker har opdaget fænomenet med inverterskader på motoren.For eksempel på en vandpumpefabrik har dens brugere i de seneste to år ofte rapporteret, at vandpumpen var beskadiget i garantiperioden.Tidligere var kvaliteten af pumpefabrikkens produkter meget pålidelig.Efter undersøgelse viste det sig, at disse beskadigede vandpumper alle blev drevet af frekvensomformere.
Selvom fænomenet, at frekvensomformeren beskadiger motoren, har tiltrukket sig mere og mere opmærksomhed, kender folk stadig ikke mekanismen bag dette fænomen, endsige hvordan man kan forhindre det.Formålet med denne artikel er at løse disse forvirringer.
Inverter skade på motoren
Skaden af inverteren på motoren omfatter to aspekter, skaden af statorviklingen og beskadigelsen af lejet, som vist i figur 1. Denne form for skade opstår generelt inden for et par uger til ti måneder, og den specifikke tid afhænger af på inverterens mærke, motorens mærke, motorens effekt, inverterens bærefrekvens, længden af kablet mellem inverteren og motoren og den omgivende temperatur.Mange faktorer hænger sammen.Den tidlige utilsigtede skade på motoren medfører store økonomiske tab for virksomhedens produktion.Denne form for tab er ikke kun omkostningerne ved motorreparation og -udskiftning, men endnu vigtigere, det økonomiske tab forårsaget af uventet produktionsstop.Når man bruger en frekvensomformer til at drive en motor, skal man derfor være tilstrækkelig opmærksom på problemet med motorskade.
Inverter skade på motoren
Forskellen mellem inverterdrev og industriel frekvensomformer
For at forstå mekanismen, hvorfor strømfrekvensmotorer er mere tilbøjelige til at blive beskadiget under inverterdrevets tilstand, skal du først forstå forskellen mellem spændingen på den inverterdrevne motor og strømfrekvensspændingen.Lær derefter, hvordan denne forskel kan påvirke motoren negativt.
Den grundlæggende struktur af frekvensomformeren er vist i figur 2, inklusive to dele, ensretterkredsløbet og inverterkredsløbet.Ensretterkredsløbet er et DC-spændingsudgangskredsløb sammensat af almindelige dioder og filterkondensatorer, og inverterkredsløbet konverterer DC-spændingen til en pulsbreddemoduleret spændingsbølgeform (PWM-spænding).Derfor er spændingsbølgeformen for den inverterdrevne motor en pulsbølgeform med varierende pulsbredde snarere end en sinusbølgespændingsbølgeform.At drive motoren med pulsspænding er hovedårsagen til motorens let skade.
Mekanismen for inverterbeskadigelse Motorstatorvikling
Når pulsspændingen transmitteres på kablet, hvis kablets impedans ikke stemmer overens med belastningens impedans, vil der opstå refleksion i belastningsenden.Resultatet af reflektionen er, at den indfaldende bølge og den reflekterede bølge overlejres for at danne en højere spænding.Dens amplitude kan højst nå det dobbelte af DC-busspændingen, hvilket er omkring tre gange inverterens indgangsspænding, som vist i figur 3. For høj spidsspænding tilføjes til motorstatorens spole, hvilket forårsager et spændingschok til spolen , og hyppige overspændingschok vil få motoren til at svigte for tidligt.
Efter at motoren drevet af frekvensomformeren er påvirket af spidsspændingen, er dens faktiske levetid relateret til mange faktorer, herunder temperatur, forurening, vibrationer, spænding, bærefrekvens og spoleisoleringsprocessen.
Jo højere frekvensomformerens bærefrekvens er, jo tættere er udgangsstrømmens bølgeform på en sinusbølge, hvilket vil reducere motorens driftstemperatur og forlænge isoleringens levetid.En højere bærefrekvens betyder dog, at antallet af spidsspændinger, der genereres pr. sekund, er større, og antallet af stød til motoren er større.Figur 4 viser isoleringens levetid som funktion af kabellængde og bærefrekvens.Det kan ses af figuren, at for et 200 fods kabel, når bærefrekvensen øges fra 3kHz til 12kHz (en ændring på 4 gange), falder isoleringens levetid fra omkring 80.000 timer til 20.000 timer (en forskel på 4 gange).
Indflydelse af bærefrekvens på isolering
Jo højere motorens temperatur er, desto kortere er isoleringens levetid, som vist i figur 5, når temperaturen stiger til 75°C, er motorens levetid kun 50 %.For en motor drevet af en inverter, da PWM-spændingen indeholder flere højfrekvente komponenter, vil motorens temperatur være meget højere end for et strømfrekvensspændingsdrev.
Mekanisme for inverter beskadigelse af motorleje
Grunden til, at frekvensomformeren beskadiger motorlejet, er, at der løber en strøm gennem lejet, og denne strøm er i en tilstand af intermitterende forbindelse.Det intermitterende forbindelseskredsløb vil generere en lysbue, og lysbuen vil brænde lejet.
Der er to hovedårsager til strømmen i AC-motorens lejer.For det første den inducerede spænding genereret af ubalancen i det interne elektromagnetiske felt, og for det andet den højfrekvente strømvej forårsaget af omstrejfende kapacitans.
Magnetfeltet inde i den ideelle AC-induktionsmotor er symmetrisk.Når strømmene af de trefasede viklinger er ens, og faserne adskiller sig med 120°, vil der ikke blive induceret spænding på motorens aksel.Når PWM-spændingen fra inverteren får magnetfeltet inde i motoren til at være asymmetrisk, vil der blive induceret en spænding på akslen.Spændingsområdet er 10~30V, hvilket er relateret til drivspændingen.Jo højere drivspænding, jo højere spænding på akslen.høj.Når værdien af denne spænding overstiger den dielektriske styrke af smøreolien i lejet, dannes en strømvej.På et tidspunkt under akslens rotation stopper isoleringen af smøreolien strømmen igen.Denne proces ligner tænd-sluk-processen for en mekanisk kontakt.I denne proces vil der blive genereret en bue, som vil ablatere overfladen af skaftet, kuglen og skaftskålen og danner gruber.Hvis der ikke er ydre vibrationer, vil små fordybninger ikke have for stor indflydelse, men hvis der er ydre vibrationer, vil der opstå riller, som har stor indflydelse på motorens funktion.
Derudover har eksperimenter vist, at spændingen på akslen også er relateret til grundfrekvensen af inverterens udgangsspænding.Jo lavere grundfrekvensen er, jo højere spænding på akslen og desto alvorligere er lejeskaden.
I det tidlige stadie af motordrift, når smøreolietemperaturen er lav, er strømområdet 5-200mA, en så lille strøm vil ikke forårsage nogen skade på lejet.Men når motoren kører i en periode, når temperaturen på smøreolien stiger, vil spidsstrømmen nå 5-10A, hvilket vil forårsage overslag og danne små huller på overfladen af lejekomponenterne.
Beskyttelse af motorens statorviklinger
Når kablets længde overstiger 30 meter, vil moderne frekvensomformere uundgåeligt generere spændingsspidser i motorenden, hvilket forkorter motorens levetid.Der er to ideer til at forhindre beskadigelse af motoren.Den ene er at bruge en motor med højere viklingsisolering og dielektrisk styrke (generelt kaldet en variabel frekvensmotor), og den anden er at træffe foranstaltninger for at reducere spidsspændingen.Førstnævnte mål er velegnet til nybyggede projekter, og sidstnævnte mål er velegnet til transformation af eksisterende motorer.
På nuværende tidspunkt er de almindeligt anvendte motorbeskyttelsesmetoder som følger:
1) Installer en reaktor ved udgangsenden af frekvensomformeren: Denne foranstaltning er den mest anvendte, men det skal bemærkes, at denne metode har en vis effekt på kortere kabler (under 30 meter), men nogle gange er effekten ikke ideel som vist i figur 6(c) vist.
2) Installer et dv/dt-filter ved udgangsenden af frekvensomformeren: Dette mål er velegnet til lejligheder, hvor kabellængden er mindre end 300 meter, og prisen er lidt højere end reaktorens, men effekten har været væsentligt forbedret, som vist i figur 6(d).
3) Installer et sinusbølgefilter ved udgangen af frekvensomformeren: denne foranstaltning er den mest ideelle.For her ændres PWM-pulsspændingen til en sinusbølgespænding, motoren arbejder under de samme betingelser som effektfrekvensspændingen, og problemet med spidsspænding er fuldstændig løst (uanset hvor langt kablet er, vil der være ingen spidsspænding).
4) Installer en spidsspændingsabsorber ved grænsefladen mellem kablet og motoren: Ulempen ved de tidligere foranstaltninger er, at når motorens effekt er stor, har reaktoren eller filteret et stort volumen og vægt, og prisen er relativt høj.Derudover vil reaktoren Både filteret og filteret forårsage et vist spændingsfald, som vil påvirke motorens udgangsmoment.Brug af inverterens spidsspændingsabsorber kan overvinde disse mangler.SVA-spidsspændingsabsorberen udviklet af 706 fra Second Academy of Aerospace Science and Industry Corporation anvender avanceret kraftelektronikteknologi og intelligent kontrolteknologi og er en ideel enhed til at løse motorskader.Derudover beskytter SVA spidsdæmperen motorens lejer.
Spike voltage absorber er en ny type motorbeskyttelsesanordning.Forbind motorens strømindgangsterminaler parallelt.
1) Spidsspændingsdetekteringskredsløbet detekterer spændingsamplituden på motorens strømledning i realtid;
2) Når størrelsen af den detekterede spænding overstiger den indstillede tærskel, skal du kontrollere spidsenergibufferkredsløbet for at absorbere spidsspændingens energi;
3) Når energien af spidsspændingen er fuld af spidsenergibufferen, åbnes reguleringsventilen for spidsenergiabsorption, så spidsenergien i bufferen udledes til spidsenergiabsorberen, og den elektriske energi omdannes til varme energi;
4) Temperaturovervågningen overvåger temperaturen på spidsenergiabsorberen.Når temperaturen er for høj, lukkes reguleringsventilen for spidsenergiabsorption korrekt for at reducere energiabsorptionen (under forudsætning af at sikre, at motoren er beskyttet), for at forhindre spidsspændingsabsorberen i at overophede og forårsage skade.skade;
5) Funktionen af lejestrømabsorptionskredsløbet er at absorbere lejestrømmen og beskytte motorlejet.
Sammenlignet med det førnævnte du/dt-filter, sinusbølgefilter og andre motorbeskyttelsesmetoder har peak-absorberen de største fordele ved lille størrelse, lav pris og nem installation (parallel installation).Især ved høj effekt er peak absorberens fordele med hensyn til pris, volumen og vægt meget fremtrædende.Da det er installeret parallelt, vil der desuden ikke være noget spændingsfald, og der vil være et vist spændingsfald på du/dt-filteret og sinusbølgefilteret, og spændingsfaldet i sinusbølgefilteret er tæt på 10 %, hvilket vil få motorens drejningsmoment til at reducere.
Ansvarsfraskrivelse: Denne artikel er gengivet fra internettet.Indholdet af artiklen er kun til lærings- og kommunikationsformål.Air Compressor Network forbliver neutralt i forhold til synspunkterne i artiklen.Ophavsretten til artiklen tilhører den originale forfatter og platformen.Hvis der er nogen overtrædelse, bedes du kontakte for at slette