很多朋友已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了變頻器對電機損傷的現(xiàn)象。例如,某水泵廠,近兩年來,他的用戶頻繁報告水泵在保修期內(nèi)發(fā)生損壞的現(xiàn)象。而過去,這個水泵廠的產(chǎn)品質(zhì)量十分可靠。經(jīng)過調(diào)查,發(fā)現(xiàn)這些損壞的水泵都是用變頻器驅(qū)動的。
變頻器對電機的損傷包括兩個方面,定子繞組的損傷和軸承的損傷。這種損傷一般發(fā)生在幾周至十幾個月內(nèi),具體時間與變頻器的品牌、電機的品牌、電機的功率、變頻器的載波頻率、變頻器與電機之間的電纜長度、環(huán)境溫度等諸多因素有關。
下面就來介紹一下變頻器損傷電機軸承的機理:
變頻器損傷電機軸承的原因是,有流過軸承的電流,并且這種電流處于斷續(xù)連通的狀態(tài),斷續(xù)連通的電路會產(chǎn)生電弧,電弧燒毀了軸承。
導致交流電機的軸承中流過電流的原因主要有兩個,第一,內(nèi)部電磁場不平衡產(chǎn)生的感應電壓,第二,雜散電容引起的高頻電流通路。
理想交流感應電機內(nèi)部的磁場是對稱的,當三相繞組的電流相等,并且相位相差120?時,不會在電機的軸桿上感應出電壓。變頻器輸出的PWM電壓導致電機內(nèi)部的磁場不對稱時,就會在軸桿上感應出電壓,電壓的幅度在10~30V,這與驅(qū)動電壓有關,驅(qū)動電壓越高,軸桿上的電壓越高。當這個電壓的數(shù)值超過軸承中的潤滑油的絕緣強度時,就會形成一個電流通路。軸桿旋轉(zhuǎn)過程中,在某個時刻,潤滑油的絕緣又阻斷了電流。這個過程類似于機械式開關的通斷過程,這個過程中會產(chǎn)生電弧,燒蝕軸桿、滾珠、軸碗的表面,形成凹坑。如果沒有外部振動,小凹坑不會產(chǎn)生過大的影響,但是如果有外部振動時,會產(chǎn)生凹槽,這對電機的運轉(zhuǎn)影響很大。
另外,實驗表明,軸桿上的電壓還與變頻器輸出電壓的基波頻率有關,基波頻率越低,軸桿上的電壓越高,軸承損傷越嚴重。
在馬達工作的初期,潤滑油溫度較低的時候,電流幅度在5-200mA,這么小的電流不會對軸承產(chǎn)生任何損壞。但是,當馬達運行一段時間后,隨著潤滑油溫度升高,峰值電流會達到5-10A,這會產(chǎn)生飛弧,在軸承部件的表面形成小坑。
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