주파수 변환기의 출현은 산업 자동화 제어 및 모터 에너지 절약에 혁신을 가져왔습니다.
산업 생산은 인버터와 거의 떼려야 뗄 수 없는 관계이며, 일상 생활에서도 승강기와 인버터 에어컨은 공정의 필수 불가결한 부분이 되었고 인버터는 생산과 생활의 모든 구석구석에 침투하기 시작했습니다.
그러나 인버터는 또한 전기 모터의 손상이 가장 일반적인 현상 중 하나인 많은 전례 없는 문제를 가져왔습니다.
많은 사람들이 이미 모터에 대한 인버터 손상 현상을 발견했습니다.
예를 들어, 한 워터 펌프 공장은 지난 2년 동안 그의 고객이 보증 기간 동안 펌프가 손상되었다고 자주 보고했습니다.
그러나 과거에 이 펌프 공장은 제품 품질 면에서 매우 신뢰할 수 있었습니다. 조사 결과 이 손상된 펌프는 주파수 변환기로 구동되는 것으로 밝혀졌습니다.
인버터가 모터를 손상시키는 현상이 점점 더 우려되고 있지만, 이를 방지하는 방법은 말할 것도 없고 원인이 되는 메커니즘이 아직 명확하지 않습니다.
이 기사를 공유하는 목적은 이러한 혼란을 해결하는 것입니다.
주파수 변환기로 인한 전기 모터 손상
인버터로 인한 전기 모터 손상에는 모터 권선 손상과 모터 베어링 손상의 두 가지 측면이 포함됩니다.
이는 아래 다이어그램에 나와 있습니다.
이 손상은 일반적으로 몇 주에서 수십 개월 이내에 발생하며 특정 시간은 인버터 브랜드, 전기 모터 브랜드, 전기 모터의 전력, 인버터의 캐리어 주파수, 길이와 관련이 있습니다. 인버터와 전기 모터 사이의 케이블, 주변 온도 및 기타 여러 요인.
전기 모터에 대한 조기 및 예상치 못한 손상은 회사 생산에 막대한 경제적 손실을 가져옵니다.
이 손실은 모터 수리 및 교체 비용뿐만 아니라 예기치 않은 생산 중단으로 인한 경제적 손실입니다.
따라서 인버터 구동 모터를 사용할 경우 모터 손상 문제에 충분히 주의해야 합니다.
인버터 드라이브와 산업용 가변 주파수 드라이브의 차이점
구동 장비가 있는 인버터 구동 조건에서 산업용 주파수 모터가 손상될 가능성이 더 높은 메커니즘을 이해하는 것이 중요합니다.
먼저 인버터가 모터를 구동하는 전압이 I.F와 어떻게 다른지 이해하십시오. 샤프트 전압.
그런 다음 이 차이가 모터에 어떤 악영향을 미치는지 이해하십시오.
인버터의 기본 구성은 그림 2에 나와 있으며 정류기 회로와 인버터 회로의 두 부분으로 구성됩니다.
정류기 회로는 공통 다이오드와 필터 커패시터로 구성된 DC 전압 스파이크 출력 회로이며 인버터 회로는 DC 전압을 펄스 폭 변조 전압 파형(PWM 전압)으로 변환합니다.
따라서 모터를 구동하는 인버터의 전압 파형은 정현파 전압 파형이 아닌 펄스 폭이 변화하는 펄스 파형입니다.
Driving a motor with pulsed voltage is the root cause of the motor's vulnerability to damage.
주파수 변환기에 의한 모터 권선 손상 메커니즘
펄스 전압이 케이블을 통해 전송될 때 케이블의 임피던스가 부하의 임피던스와 일치하지 않으면 부하 끝에서 반사가 발생합니다.
반사는 입사파와 반사파의 중첩을 초래하여 더 높은 전압을 생성하고 DC 버스 전압의 두 배의 최대 진폭에 도달할 수 있으며 이는 인버터 입력 전압의 약 세 배에 해당합니다. 그림 3.
과도하게 높은 스파이크 전압이 모터 고정자의 코일에 추가되어 코일에 전압 충격이 발생하고 빈번한 과전압 충격으로 인해 조기 모터 고장이 발생할 수 있습니다.
스파이크 전압 충격을 받은 후 인버터 구동 모터의 실제 수명은 온도, 오염, 진동, 전압, 캐리어 주파수 및 전기 자동화 산업을 위한 코일 절연 기술을 포함한 여러 요인과 관련이 있습니다. .
The higher the carrier frequency of the inverter, the closer the output current waveform is to a sine wave, which will reduce the motor's operating temperature and thus extend the life of the motor insulation.
그러나 캐리어 주파수가 높을수록 초당 더 많은 수의 제한 전압 스파이크가 생성되고 모터에 대한 충격 횟수가 더 커집니다.
그림 4는 케이블 길이와 캐리어 주파수에 따른 절연 수명의 변화를 보여줍니다.
그래프에서 알 수 있듯이 200피트 길이의 케이블에 대해 절연 수명은 캐리어 주파수가 3kHz에서 12kHz로 증가(4배 변화)할 때 약 80,000시간에서 20,000시간(4배 차이)으로 감소합니다.
캐리어 주파수가 전기 모터 절연에 미치는 영향
모터의 온도가 높을수록 온도가 75℃까지 올라가면 그림 5와 같이 모터 절연 수명이 짧아집니다.°C , 모터의 수명은 50%에 불과합니다.
주파수 변환기로 구동되는 모터는 PWM 전압에 더 많은 고주파 성분이 포함되어 있기 때문에 산업용 주파수 전압으로 구동되는 경우보다 모터 온도가 훨씬 더 높습니다.
주파수 변환기가 모터 베어링을 손상시키는 메커니즘
인버터는 베어링을 통해 흐르는 전류가 있고 이 전류가 간헐적으로 연결된 회로에 있기 때문에 모터의 베어링을 손상시킵니다. 간헐적으로 연결된 회로는 아크를 생성하고 아크는 베어링을 태웁니다.
AC 새 모터의 베어링을 통해 흐르는 전류에는 두 가지 주요 원인이 있습니다.
첫째, 불균형 내부 전자기장에서 유도된 피크 전압, 둘째, 부유 커패시터로 인한 고주파 전류 경로입니다.
이상적인 AC 유도 전동기의 내부 자기장은 대칭이며 3상 권선의 전류가 동일하고 위상이 120Ω일 때 별도로 모터의 샤프트 로드에 전압이 유도되지 않습니다.
인버터에서 출력되는 PWM 전압이 새 모터 내부의 자기장을 비대칭으로 만들면 구동 전압과 관련된 10 ~ 30V 범위의 공통 모드 전압이 모터 샤프트 로드에 유도됩니다. 구동 전압이 높을수록 샤프트 로드의 전압이 높아집니다.
이 전압 값이 베어링에 있는 윤활유의 절연 강도를 초과하면 전류 경로가 형성됩니다.
액슬 로드가 회전하는 동안 어느 시점에서 윤활유의 절연이 다시 전류를 차단합니다.
이 프로세스는 기계식 스위치의 켜기/끄기 프로세스와 유사합니다.
이 프로세스는 샤프트, 볼 및 보울의 표면을 태워 피트를 형성하는 전기 아크를 생성합니다.
외부 진동이 없으면 작은 크레이터는 큰 영향을 미치지 않지만 외부 진동이 있으면 크레이터가 생기고 이는 전동기 제조사의 모터 작동에 큰 영향을 미친다.
또한 실험 결과 샤프트 로드의 전압 피크는 인버터 출력 전압의 기본 주파수와도 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 기본 주파수가 낮을수록 샤프트 로드의 전압이 높아지고 베어링 손상이 더 심각해집니다.
모터 작동 초기 단계에서 윤활유 온도가 낮을 때 전류 진폭은 5-200mA이므로 이러한 작은 전류는 베어링에 손상을 일으키지 않습니다.
그러나 모터가 일정 시간 동안 작동한 후 윤활유 온도가 상승함에 따라 피크 전류가 5-10A에 도달하여 베어링 구성 요소 표면에 작은 구덩이를 형성하는 플라잉 아크를 생성합니다.
의견 영역에서 전기 모터에 대한 자세한 정보를 공유해 주셔서 감사합니다!
전기 모터에 대한 문의 사항은 전문 전기 모터에 문의하십시오. 제조사 ~에 중국 다음과 같이:
동춘모터는 운송, 인프라, 건설 등 다양한 산업군에서 사용되는 다양한 전동기를 보유하고 있습니다.
신속한 답변을 받으세요.
