Motoren går raskt i stykker, og omformeren fungerer som en demon?Les hemmeligheten mellom motoren og omformeren i én artikkel!
Mange mennesker har oppdaget fenomenet med inverterskade på motoren.For eksempel, i en vannpumpefabrikk, i løpet av de siste to årene, har brukerne ofte rapportert at vannpumpen ble skadet i løpet av garantiperioden.Tidligere var kvaliteten på pumpefabrikkens produkter svært pålitelig.Etter undersøkelser ble det funnet at disse skadede vannpumpene alle ble drevet av frekvensomformere.
Fremveksten av frekvensomformere har brakt innovasjoner til industriell automasjonskontroll og motorenergisparing.Industriell produksjon er nesten uatskillelig fra frekvensomformere.Selv i dagliglivet har heiser og inverter-klimaanlegg blitt uunnværlige deler.Frekvensomformere har begynt å trenge inn i alle hjørner av produksjonen og livet.Imidlertid bringer frekvensomformeren også mange enestående problemer, blant annet skade på motoren er et av de mest typiske fenomenene.
Mange mennesker har oppdaget fenomenet med inverterskade på motoren.For eksempel, i en vannpumpefabrikk, i løpet av de siste to årene, har brukerne ofte rapportert at vannpumpen ble skadet i løpet av garantiperioden.Tidligere var kvaliteten på pumpefabrikkens produkter svært pålitelig.Etter undersøkelser ble det funnet at disse skadede vannpumpene alle ble drevet av frekvensomformere.
Selv om fenomenet at frekvensomformeren skader motoren har tiltrukket seg mer og mer oppmerksomhet, vet folk fortsatt ikke mekanismen til dette fenomenet, enn si hvordan man kan forhindre det.Hensikten med denne artikkelen er å løse disse forvirringene.
Inverter skade på motoren
Skaden på omformeren på motoren inkluderer to aspekter, skaden på statorviklingen og skaden på lageret, som vist i figur 1. Denne typen skade oppstår vanligvis innen noen uker til ti måneder, og den spesifikke tiden avhenger på omformerens merke, motorens merke, motoreffekten, omformerens bærefrekvens, lengden på kabelen mellom omformeren og motoren og omgivelsestemperaturen.Mange faktorer henger sammen.Den tidlige utilsiktede skaden på motoren bringer store økonomiske tap for produksjonen av bedriften.Denne typen tap er ikke bare kostnadene for motorreparasjon og -erstatning, men enda viktigere, det økonomiske tapet forårsaket av uventet produksjonsstans.Derfor, når du bruker en frekvensomformer til å drive en motor, må det tas tilstrekkelig oppmerksomhet til problemet med motorskade.
Inverter skade på motoren
Forskjellen mellom omformerdrift og industriell frekvensomformer
For å forstå mekanismen hvorfor strømfrekvensmotorer er mer sannsynlig å bli skadet under tilstanden til inverterdrift, må du først forstå forskjellen mellom spenningen til den inverterdrevne motoren og strømfrekvensspenningen.Lær deretter hvordan denne forskjellen kan påvirke motoren negativt.
Den grunnleggende strukturen til frekvensomformeren er vist i figur 2, inkludert to deler, likeretterkretsen og omformerkretsen.Likeretterkretsen er en likespenningsutgangskrets som består av vanlige dioder og filterkondensatorer, og omformerkretsen konverterer likespenningen til en pulsbreddemodulert spenningsbølgeform (PWM-spenning).Derfor er spenningsbølgeformen til den inverterdrevne motoren en pulsbølgeform med varierende pulsbredde, snarere enn en sinusbølgespenningsbølgeform.Å drive motoren med pulsspenning er hovedårsaken til motorens lett skade.
Mekanismen for inverterskade Motorstatorvikling
Når pulsspenningen overføres på kabelen, hvis impedansen til kabelen ikke stemmer overens med impedansen til lasten, vil det oppstå refleksjon i lastenden.Resultatet av refleksjonen er at den innfallende bølgen og den reflekterte bølgen er overlagret for å danne en høyere spenning.Dens amplitude kan maksimalt nå det dobbelte av DC-bussspenningen, som er omtrent tre ganger inngangsspenningen til omformeren, som vist i figur 3. For høy toppspenning legges til spolen til motorstatoren, noe som forårsaker et spenningsstøt til spolen , og hyppige overspenningsstøt vil føre til at motoren svikter for tidlig.
Etter at motoren som drives av frekvensomformeren er påvirket av toppspenningen, er dens faktiske levetid relatert til mange faktorer, inkludert temperatur, forurensning, vibrasjon, spenning, bærefrekvens og spoleisolasjonsprosess.
Jo høyere bærefrekvensen til omformeren er, desto nærmere er utgangsstrømbølgeformen en sinusbølge, noe som vil redusere driftstemperaturen til motoren og forlenge isolasjonens levetid.En høyere bærefrekvens betyr imidlertid at antallet piggspenninger som genereres per sekund er større, og antallet sjokk til motoren er større.Figur 4 viser isolasjonslevetiden som funksjon av kabellengde og bærefrekvens.Det kan sees av figuren at for en 200 fots kabel, når bærefrekvensen økes fra 3kHz til 12kHz (en endring på 4 ganger), reduseres levetiden til isolasjonen fra ca. 80.000 timer til 20.000 timer (en forskjell på 4 ganger).
Påvirkning av bærefrekvens på isolasjon
Jo høyere temperatur motoren har, desto kortere er levetiden til isolasjonen, som vist i figur 5, når temperaturen stiger til 75°C, er levetiden til motoren bare 50 %.For en motor drevet av en omformer, siden PWM-spenningen inneholder flere høyfrekvente komponenter, vil temperaturen på motoren være mye høyere enn for en strømfrekvensspenning.
Mekanisme for skade på inverterens motorlager
Grunnen til at frekvensomformeren skader motorlageret er at det går en strøm gjennom lageret, og denne strømmen er i en tilstand av intermitterende forbindelse.Den intermitterende koblingskretsen vil generere en lysbue, og lysbuen vil brenne lageret.
Det er to hovedårsaker til at strømmen flyter i lagrene til AC-motoren.For det første den induserte spenningen generert av ubalansen i det interne elektromagnetiske feltet, og for det andre den høyfrekvente strømbanen forårsaket av strøkapasitans.
Magnetfeltet inne i den ideelle AC-induksjonsmotoren er symmetrisk.Når strømmene til de trefasede viklingene er like og fasene avviker med 120°, vil det ikke bli indusert spenning på motorens aksel.Når PWM-spenningen fra omformeren får magnetfeltet inne i motoren til å være asymmetrisk, vil en spenning induseres på akselen.Spenningsområdet er 10~30V, som er relatert til drivspenningen.Jo høyere drivspenning, jo høyere spenning på akselen.høy.Når verdien av denne spenningen overstiger den dielektriske styrken til smøreoljen i lageret, dannes en strømbane.På et tidspunkt under rotasjonen av akselen stopper isolasjonen til smøreoljen strømmen igjen.Denne prosessen ligner på-av-prosessen til en mekanisk bryter.I denne prosessen vil det bli generert en bue som vil ablatere overflaten av skaftet, kulen og skaftskålen, og danner groper.Hvis det ikke er ytre vibrasjoner, vil ikke små fordypninger ha for stor innflytelse, men hvis det er ytre vibrasjoner vil det dannes spor som har stor innflytelse på driften av motoren.
I tillegg har eksperimenter vist at spenningen på akselen også er relatert til grunnfrekvensen til utgangsspenningen til omformeren.Jo lavere grunnfrekvens, jo høyere spenning på akselen og desto mer alvorlig er lagerskaden.
I det tidlige stadiet av motordrift, når smøreoljetemperaturen er lav, er strømområdet 5-200mA, en så liten strøm vil ikke forårsake skade på lageret.Men når motoren går i en periode, ettersom temperaturen på smøreoljen øker, vil toppstrømmen nå 5-10A, noe som vil forårsake overslag og danne små groper på overflaten av lagerkomponentene.
Beskyttelse av motorens statorviklinger
Når lengden på kabelen overstiger 30 meter, vil moderne frekvensomformere uunngåelig generere spenningstopper i motorenden, noe som forkorter levetiden til motoren.Det er to ideer for å forhindre skade på motoren.Den ene er å bruke en motor med høyere viklingsisolasjon og dielektrisk styrke (vanligvis kalt en motor med variabel frekvens), og den andre er å iverksette tiltak for å redusere toppspenningen.Det førstnevnte tiltaket egner seg for nybygde prosjekter, og det siste tiltaket egner seg for transformering av eksisterende motorer.
For tiden er de vanligste metodene for motorbeskyttelse som følger:
1) Installer en reaktor ved utgangsenden av frekvensomformeren: Dette tiltaket er det mest brukte, men det bør bemerkes at denne metoden har en viss effekt på kortere kabler (under 30 meter), men noen ganger er effekten ikke ideell , som vist i figur 6(c) vist.
2) Installer et dv/dt-filter ved utgangsenden av frekvensomformeren: Dette tiltaket er egnet for anledninger der kabellengden er mindre enn 300 meter, og prisen er litt høyere enn for reaktoren, men effekten har vært betydelig forbedret, som vist i figur 6(d).
3) Installer et sinusbølgefilter ved utgangen av frekvensomformeren: dette tiltaket er det mest ideelle.Fordi her endres PWM-pulsspenningen til en sinusbølgespenning, motoren fungerer under de samme forholdene som strømfrekvensspenningen, og problemet med toppspenning er fullstendig løst (uansett hvor lang kabelen er, vil det være ingen toppspenning).
4) Installer en toppspenningsabsorber ved grensesnittet mellom kabelen og motoren: Ulempen med de tidligere tiltakene er at når motorkraften er stor, har reaktoren eller filteret et stort volum og vekt, og prisen er relativt høy.I tillegg vil reaktoren Både filteret og filteret forårsake et visst spenningsfall, som vil påvirke utgangsmomentet til motoren.Bruk av omformerens toppspenningsabsorber kan overvinne disse manglene.SVA-spikespenningsabsorberen utviklet av 706 fra Second Academy of Aerospace Science and Industry Corporation tar i bruk avansert kraftelektronikkteknologi og intelligent kontrollteknologi, og er en ideell enhet for å løse motorskader.I tillegg beskytter SVA piggdemperen motorens lagre.
Spike voltage absorber er en ny type motorvern.Koble strøminngangsterminalene til motoren parallelt.
1) Toppspenningsdeteksjonskretsen oppdager spenningsamplituden på motorens kraftlinje i sanntid;
2) Når størrelsen på den detekterte spenningen overstiger den innstilte terskelen, kontroller toppenergibufferkretsen for å absorbere energien til toppspenningen;
3) Når energien til toppspenningen er full av toppenergibufferen, åpnes kontrollventilen for toppenergiabsorpsjon, slik at toppenergien i bufferen slippes ut i toppenergiabsorberen, og den elektriske energien omdannes til varme energi;
4) Temperaturmonitoren overvåker temperaturen til toppenergiabsorberen.Når temperaturen er for høy, lukkes kontrollventilen for toppenergiabsorpsjon ordentlig for å redusere energiabsorpsjonen (under forutsetningen om å sikre at motoren er beskyttet), for å forhindre at toppspenningsabsorberen overopphetes og forårsaker skade.skader;
5) Funksjonen til lagerstrømabsorpsjonskretsen er å absorbere lagerstrømmen og beskytte motorlageret.
Sammenlignet med det nevnte du/dt-filteret, sinusbølgefilteret og andre motorbeskyttelsesmetoder, har toppdemperen de største fordelene med liten størrelse, lav pris og enkel installasjon (parallell installasjon).Spesielt ved høy effekt er fordelene med toppdemperen med tanke på pris, volum og vekt svært fremtredende.I tillegg, siden den er installert parallelt, vil det ikke være noe spenningsfall, og det vil være et visst spenningsfall på du/dt-filteret og sinusbølgefilteret, og spenningsfallet til sinusbølgefilteret er nær 10 %, noe som vil føre til at dreiemomentet til motoren reduseres.
Ansvarsfraskrivelse: Denne artikkelen er gjengitt fra Internett.Innholdet i artikkelen er kun for lærings- og kommunikasjonsformål.Air Compressor Network forblir nøytralt til synspunktene i artikkelen.Opphavsretten til artikkelen tilhører den opprinnelige forfatteren og plattformen.Hvis det er noen krenkelse, ta kontakt for å slette