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技術(shù)文章

abb變頻器的優(yōu)點(diǎn)很多,,這些缺點(diǎn)你知道嗎,?

閱讀:1985          發(fā)布時(shí)間:2023-5-9

連著燒兩臺新電機(jī),!變頻器輸出電流電壓都平衡,,輸入電壓平衡,,電流不穩(wěn),波動在20%-50%,變頻器是在35Hz匝間短路燒掉的,,電網(wǎng)電壓很穩(wěn)定,,720V,電機(jī)至變頻器距離120m,,變頻器輸入輸出端都加了電抗器,。電機(jī)電流很小,且環(huán)境溫度-10度左右,,可以排除電機(jī)過熱的原因,。這種情況什么原因可能造成電機(jī)故障?

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分析原因:負(fù)載電機(jī)的電流不大,,是變頻器引起的,變頻器距離電機(jī)太遠(yuǎn)了,,變頻器輸出電流的諧波擊穿砸間的絕緣,,導(dǎo)致短路,可以用示波器測下電機(jī)側(cè)的電流電壓的質(zhì)量,。

電纜線長,,與大地之間,存在一定的分布電容,,這種電容就會影響到電的傳播,,使得電流與電壓之間產(chǎn)生一定的相移,會使得加在電機(jī)上的(尖峰,,示波器可以看到,,普通萬用表看不到)電壓高,高壓擊穿電機(jī)繞組,。

解決方案:若真是耐壓不夠燒電機(jī),,可以使用通過國際認(rèn)證(CE,UL)的變頻器+適合的電抗器可以避免這樣的問題。

-變頻器對電機(jī)有沒有影響-

普通異步電動機(jī)都是按恒頻恒壓設(shè)計(jì)的,,不可能適應(yīng)變頻調(diào)速的要求,。以下為變頻器對電機(jī)的影響:

1、電動機(jī)的效率和溫升的問題

不論那種形式的變頻器,,在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,,使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行,。據(jù)資料介紹,,以目前

普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例,其低次諧波基本為零,,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u+1(u為調(diào)制比),。

高次諧波會引起電動機(jī)定子銅耗,、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,,最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗,。因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗,。這些損耗都會使電動機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,,輸出功率減小,,如將普通三相異步電動機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下,其溫升一般要增加10%-20%,。

2,、電動機(jī)絕緣強(qiáng)度問題

目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控制方式,。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫上升率,,相當(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的4~6倍電壓疊加在電動機(jī)運(yùn)行電壓上,,會對電動機(jī)對地絕緣構(gòu)成威脅,,對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖加速老化

3,、諧波電磁噪聲與震動

普通異步電動機(jī)采用變頻器供電時(shí),,會使由電磁、機(jī)械,、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜,。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力,。   當(dāng)電磁力波的頻率和電動機(jī)機(jī)體的固有振動頻率一致或接近時(shí),,將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲,。由于電動機(jī)工作頻率范圍寬,,轉(zhuǎn)速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電動機(jī)的各構(gòu)件的固有震動頻率,。

4,、電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力

由于采用變頻器供電后,電動機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動,,并可利用變頻器所供的各種制動方式進(jìn)行快速制動,,為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件,因而電動機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下,,給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題,。

-變頻器會產(chǎn)生高奇次諧波-

主要以5次和7次對變頻器和電機(jī)影響比較大,通常在設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榻档椭C波的影響會增加電抗器,,吸收電容等,。也可以在變頻器輸出端增加濾波器。

變頻器供電電機(jī)的諧波功率如何計(jì)算,?

方法一:

傅里葉變換得到電壓,、電流的每次諧波的幅值和相位,根據(jù)P=√3UIcosφ計(jì)算出每次諧波的有功功率,,將所有諧波的有功功率相加,,得到諧波功率。

方法二:

測量出總有功功率,,傅里葉變換得到電壓,、電流的基波幅值和相位,根據(jù)P=√3UIcosφ計(jì)算出基波有功功率,,總有功功率減去基波有功功率就是諧波功率。

諧波功率測量精度較低,,一般諧波頻率越高,,精度越低,推薦采用第二種方法,。

-變頻器諧波對電機(jī)影響原因及改善辦法-

一,、電機(jī)損壞的原因是變頻器在電機(jī)的定子繞組上產(chǎn)生很高的尖峰電壓,尖峰電壓的幅度超過了繞組的絕緣強(qiáng)度,,導(dǎo)致繞組損壞,。尖峰電壓的幅度會達(dá)到變頻器額定工作電壓的3倍以上,例如,,對于額定電壓380V的變頻器,,尖峰電壓的幅度超過1200V。這種尖峰電壓每秒對電機(jī)定子繞組沖擊上千次,,很快就會導(dǎo)致定子繞組的損壞,。

二、電機(jī)損壞的原因是變頻器還會在電機(jī)的軸承中產(chǎn)生軸承電流,,軸承中長時(shí)間流過軸承電流,,會造成軸承的燒毀,功率越小的電機(jī),定子繞組越容易損壞,;功率越大的電機(jī),,軸承越容易損壞。

保護(hù)無力:由于現(xiàn)在所有市售電機(jī)保護(hù)器,,全都是通過采集電流或電壓變化的數(shù)值,,從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的;但因各種原因造成的電機(jī)軸承損毀,,轉(zhuǎn)子偏心,,進(jìn)而造成電機(jī)掃膛,燒毀電機(jī)的問題這些保護(hù)器都起不到保護(hù)的功能了,,因?yàn)橹挥挟?dāng)電機(jī)掃膛后,,繞組燒壞短路了,這類保護(hù)器才會動做,,但為時(shí)已晚,;到目前為止還沒有一種智能化的針對電機(jī)軸承進(jìn)行保護(hù)的產(chǎn)品;許多用戶只能用人工時(shí)刻監(jiān)視或定期巡檢測試軸承處溫度變化的方法,,對一些大電機(jī)進(jìn)行人為地保護(hù),。這種方法有兩個弊端存在:

1、增加了人員工作量,,加大了企業(yè)的人員費(fèi)用,,同時(shí)還無法對所有電機(jī)進(jìn)行看護(hù)。

2,、人工檢測必競是有時(shí)間限制的,,24小時(shí)內(nèi)不可能時(shí)刻不離人,那么在非檢測的時(shí)間內(nèi)如果軸承損毀,,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子偏心,,電機(jī)掃膛,燒毀電機(jī)的事故就無法避免了普通電機(jī)由變頻器驅(qū)動時(shí),,壽命大幅度縮短,,嚴(yán)重時(shí),幾個月就出現(xiàn)定子繞組損壞,。由此導(dǎo)致的停產(chǎn)給企業(yè)造成巨大的損失,。



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