Preskočte na obsah 
Vznik frekvenčných meničov priniesol inovácie do riadenia priemyselnej automatizácie a úspory energie motora.
Priemyselná výroba je takmer neoddeliteľná od invertorov a aj v každodennom živote sa výťahy a invertorové klimatizácie stali nepostrádateľnou súčasťou procesu a invertory začali prenikať do všetkých kútov výroby a života.
Meniče však so sebou priniesli aj mnohé bezprecedentné problémy, z ktorých jedným z najtypickejších javov je poškodenie elektromotorov.
Mnoho ľudí už objavilo fenomén poškodenia meničov motorov.
Napríklad továreň na vodné čerpadlá v posledných dvoch rokoch jeho zákazníci často hlásili poškodenie čerpadiel počas záručnej doby.
V minulosti však bola táto továreň na čerpadlá veľmi spoľahlivá z hľadiska kvality výrobkov. Po prešetrení sa zistilo, že tieto poškodené čerpadlá boli poháňané frekvenčnými meničmi.
Hoci fenomén invertorov poškodzujúcich motory je čoraz väčším problémom, zatiaľ nie sú jasné mechanizmy, ktoré ho spôsobujú, nieto ešte, ako tomu zabrániť.
Účelom zdieľania tohto článku je vyriešiť tieto nejasnosti.
Poškodenie elektromotorov od frekvenčných meničov
Poškodenie elektromotora od meniča zahŕňa dva aspekty, poškodenie vinutia motora a poškodenie ložísk motora.
Toto je znázornené na obrázku nižšie:
Toto poškodenie sa zvyčajne vyskytuje v priebehu niekoľkých týždňov až tucta mesiacov, konkrétny čas závisí od značky meniča, značky elektromotora, výkonu elektromotorov, nosnej frekvencie meniča, dĺžky kábla medzi meničom a elektromotormi, okolitej teploty a mnohých ďalších faktorov.
Predčasné a neočakávané poškodenie elektromotorov prináša do výroby spoločnosti obrovské ekonomické straty.
Touto stratou nie sú len náklady na opravu a výmenu motora, ale aj ekonomická strata spôsobená neočakávaným zastavením výroby.
Preto pri použití motorov poháňaných meničom treba venovať dostatočnú pozornosť problematike poškodenia motora.
Rozdiel medzi invertorovým pohonom a priemyselnými pohonmi s premenlivou frekvenciou
Je dôležité pochopiť mechanizmus, ktorým sa priemyselný frekvenčný motor s väčšou pravdepodobnosťou poškodí v podmienkach poháňaných meničom s poháňaným zariadením.
Najprv pochopte, ako sa napätie, pri ktorom menič poháňa motor, líši od I.F. hriadeľové napätia.
Potom pochopte, ako má tento rozdiel nepriaznivý vplyv na motor.
Základná konštrukcia meniča je znázornená na obrázku 2 a pozostáva z dvoch častí: obvodu usmerňovača a obvodu meniča.
Obvod usmerňovača je výstupný obvod s jednosmerným napätím, ktorý pozostáva zo spoločnej diódy a filtračného kondenzátora, zatiaľ čo obvod invertora premieňa jednosmerné napätie na napäťovú vlnu s modulovanou šírkou impulzu (napätie PWM).
Preto je napäťový priebeh meniča poháňajúceho motory skôr pulzný priebeh s meniacou sa šírkou pulzu, než sínusový priebeh napätia.
Pohon motora s impulzným napätím je hlavnou príčinou náchylnosti motora na poškodenie.
Mechanizmus poškodenia vinutia motora frekvenčnými meničmi
Keď sa impulzné napätie prenáša cez kábel, ak impedancia kábla nezodpovedá impedancii záťaže, dôjde k odrazu na konci záťaže.
The reflection results in a superposition of the incident wave and the reflected wave, creating a higher voltage, which can reach a maximum amplitude of twice the DC bus voltage, which is approximately equivalent to three times the input voltage of the inverter, as shown in Figure 3.
The excessively high spike voltage is added to the coils of the motor stator, causing voltage shocks to the coils, and frequent overvoltage shocks can lead to premature motor failure.
The actual life of an inverter-driven motor after it has been subjected to a spike voltage shock is related to a number of factors including, temperature, contamination, vibration, voltage, carrier frequency and the workmanship of the coil insulation for the electrical automation industry.
Čím vyššia je nosná frekvencia meniča, tým je priebeh výstupného prúdu bližšie k sínusovej vlne, čo zníži prevádzkovú teplotu motora a tým predĺži životnosť izolácie motora.
Vyššia nosná frekvencia však znamená, že za sekundu sa generuje väčší počet hraničných napäťových špičiek a počet nárazov do motora je väčší.
Obrázok 4 ukazuje variáciu životnosti izolácie ako funkciu dĺžky kábla a nosnej frekvencie.
Ako je možné vidieť z grafu, pre kábel dlhý 200 stôp sa životnosť izolácie zníži z približne 80 000 hodín na 20 000 hodín (štvornásobný rozdiel), keď sa nosná frekvencia zvýši z 3 kHz na 12 kHz (štvornásobná zmena).
Vplyv nosnej frekvencie na izoláciu elektromotorov
The higher the temperature of the motor, the shorter the life of the motor insulation, as shown in Figure 5, when the temperature rises to 75°C , the life of the motor is only 50%.
Motors driven by frequency converters will have a much higher motor temperature than if they were driven by an industrial frequency voltage, as the PWM voltage contains more high frequency components
Mechanizmy, ktorými frekvenčné meniče poškodzujú ložiská motora
The inverter damages the bearings of the motor because there is a current flowing through the bearings and this current is in an intermittent connected circuit, the intermittent connected circuit creates an arc and the arc burns the bearings.
There are two main causes of current flowing through the bearings of an AC new motor.
Firstly, induced peak voltages from an unbalanced internal electromagnetic field, and secondly, high frequency current paths caused by stray capacitors.
The internal magnetic field of an ideal AC induction motor is symmetrical and when the currents in the three phase windings are equal and the phases are 120? apart, no voltage is induced in the shaft rod of the motor.
When the PWM voltage output from the inverter causes the magnetic field inside the new motors to be asymmetrical, a common mode voltage will be induced on the motor shaft rod in the range of 10 to 30V, which is related to the drive voltage, the higher the drive voltage, the higher the voltage on the shaft rod.
Keď hodnota tohto napätia prekročí izolačnú silu maziva v ložisku, vytvorí sa dráha prúdu.
V určitom okamihu počas otáčania osovej tyče izolácia mazacieho oleja opäť blokuje prúd.
Tento proces je podobný procesu zapnutia/vypnutia mechanického spínača.
Tento proces generuje elektrický oblúk, ktorý spaľuje povrchy hriadeľa, gule a misky a vytvára jamky.
Ak nedochádza k vonkajším vibráciám, malé krátery nepôsobia nadmerne, ale pri vonkajších vibráciách krátery vznikajú a to má výrazný vplyv na chod motora od výrobcov elektromotorov.
Okrem toho experimenty ukázali, že napäťové špičky na hriadeľovej tyči tiež súvisia so základnou frekvenciou výstupného napätia meniča; čím nižšia je základná frekvencia, tým vyššie je napätie na hriadeľovej tyči a tým vážnejšie je poškodenie ložiska.
V počiatočných fázach prevádzky motora, keď je teplota maziva nízka, amplitúda prúdu je 5-200 mA, takýto malý prúd nespôsobí žiadne poškodenie ložísk.
Avšak potom, čo sa motor po určitú dobu stretne s chodom, ako teplota maziva stúpa, špičkový prúd dosiahne 5-10A, čo vytvorí letiace oblúky, ktoré vytvoria malé jamky na povrchu komponentov ložísk.
Vitajte, aby ste sa s nami podelili o ďalšie informácie o elektromotoroch v oblasti komentárov!
V prípade akýchkoľvek otázok týkajúcich sa elektromotora sa obráťte na profesionálny elektromotor výrobcu v Čína takto:
Motor Dongchun má širokú škálu elektrických motorov, ktoré sa používajú v rôznych odvetviach, ako je doprava, infraštruktúra a stavebníctvo.
Získajte rýchlu odpoveď.
