ความถี่ตัวแปรทำอันตรายอะไรกับมอเตอร์ไฟฟ้า?

การเกิดขึ้นของตัวแปลงความถี่ได้นำนวัตกรรมมาสู่การควบคุมระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและการประหยัดพลังงานมอเตอร์

การผลิตอุตสาหกรรมแทบจะแยกออกไม่ได้จากอินเวอร์เตอร์และแม้กระทั่งในชีวิตประจำวันลิฟท์และเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์ได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของกระบวนการและอินเวอร์เตอร์ก็เริ่มเจาะเข้าไปในทุกมุมของการผลิตและชีวิต

อย่างไรก็ตามอินเวอร์เตอร์ได้นำปัญหามาก่อนที่พวกเขาไม่เคยมีมาก่อนซึ่งความเสียหายต่อมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ทั่วไปมากที่สุด

หลายคนได้ค้นพบปรากฏการณ์ของความเสียหายของอินเวอร์เตอร์ต่อมอเตอร์แล้ว

ตัวอย่างเช่นโรงงานปั๊มน้ำในช่วงสองปีที่ผ่านมาลูกค้าของเขารายงานบ่อยครั้งว่าปั๊มได้รับความเสียหายในช่วงระยะเวลาการรับประกัน

อย่างไรก็ตามในอดีตโรงงานปั๊มนี้มีความน่าเชื่อถือมากในแง่ของคุณภาพผลิตภัณฑ์ หลังจากการสอบสวนพบว่าปั๊มที่เสียหายเหล่านี้ถูกขับเคลื่อนด้วยตัวแปลงความถี่

แม้ว่าปรากฏการณ์ของอินเวอร์เตอร์ที่สร้างความเสียหายมอเตอร์เป็นความกังวลที่เพิ่มขึ้น แต่กลไกที่ทำให้ยังไม่ชัดเจน

วัตถุประสงค์ของการแบ่งปันบทความนี้คือการจัดการกับความสับสนเหล่านี้

ความเสียหายต่อมอเตอร์ไฟฟ้าจากตัวแปลงความถี่

ความเสียหายต่อมอเตอร์ไฟฟ้าจากอินเวอร์เตอร์รวมถึงสองด้านความเสียหายต่อขดลวดมอเตอร์และความเสียหายต่อตลับลูกปืนมอเตอร์

สิ่งนี้แสดงในแผนภาพด้านล่าง:

ความเสียหายนี้เกิดขึ้นภายในไม่กี่สัปดาห์ถึงหนึ่งโหลเดือนเวลาที่เกี่ยวข้องกับแบรนด์ของอินเวอร์เตอร์แบรนด์ของมอเตอร์ไฟฟ้าพลังของมอเตอร์ไฟฟ้าความถี่พาหะของอินเวอร์เตอร์ความยาวของสายเคเบิลระหว่างอินเวอร์เตอร์และมอเตอร์ไฟฟ้าอุณหภูมิโดยรอบและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมาย

ความเสียหายในช่วงต้นและไม่คาดคิดกับมอเตอร์ไฟฟ้าทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมากต่อการผลิตของ บริษัท

การสูญเสียนี้ไม่เพียง แต่ค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมและเปลี่ยนมอเตอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสูญเสียทางเศรษฐกิจที่เกิดจากการหยุดการผลิตที่ไม่คาดคิด

ดังนั้นเมื่อใช้มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์จะต้องให้ความสนใจอย่างเพียงพอกับปัญหาความเสียหายของมอเตอร์

ความแตกต่างระหว่างไดรฟ์อินเวอร์เตอร์และไดรฟ์ความถี่ตัวแปรอุตสาหกรรม

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจกลไกที่มอเตอร์ความถี่อุตสาหกรรมมีแนวโน้มที่จะได้รับความเสียหายภายใต้เงื่อนไขที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์ด้วยอุปกรณ์ขับเคลื่อน

ก่อนอื่นเข้าใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์ขับมอเตอร์แตกต่างจาก I.F แรงดันไฟฟ้าเพลา

จากนั้นทำความเข้าใจว่าความแตกต่างนี้มีผลกระทบต่อมอเตอร์อย่างไร

การก่อสร้างพื้นฐานของอินเวอร์เตอร์แสดงในรูปที่ 2 และประกอบด้วยสองส่วน: วงจรวงจรเรียงกระแสและวงจรอินเวอร์เตอร์

วงจรวงจรเรียงกระแสเป็นวงจรเอาท์พุทแรงดันไฟฟ้า DC ซึ่งประกอบด้วยตัวเก็บประจุไดโอดและตัวกรองทั่วไปในขณะที่วงจรอินเวอร์เตอร์จะแปลงแรงดันไฟฟ้า DC เป็นคลื่นความกว้างของคลื่นแรงดันไฟฟ้า

ดังนั้นรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ที่ขับมอเตอร์จึงเป็นรูปคลื่นชีพจรที่มีความกว้างพัลส์ที่แตกต่างกันมากกว่ารูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าแบบไซน์

การขับขี่มอเตอร์ด้วยแรงดันไฟฟ้าพัลซิ่งเป็นสาเหตุของความเสี่ยงของมอเตอร์ที่จะเกิดความเสียหาย

กลไกความเสียหายต่อขดลวดมอเตอร์โดยตัวแปลงความถี่

เมื่อแรงดันไฟฟ้าพัลซิ่งถูกส่งผ่านสายเคเบิลหากความต้านทานของสายเคเบิลไม่ตรงกับความต้านทานของโหลดการสะท้อนจะเกิดขึ้นที่ปลายโหลด

การสะท้อนส่งผลให้เกิดการซ้อนทับของคลื่นเหตุการณ์และคลื่นสะท้อนสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นซึ่งสามารถเข้าถึงแอมพลิจูดสูงสุดสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าบัส DC ซึ่งเทียบเท่ากับแรงดันไฟฟ้าอินพุตของอินเวอร์เตอร์สามเท่าดังแสดงในรูปที่ 3

แรงดันไฟฟ้าสไปค์ที่สูงเกินไปจะถูกเพิ่มเข้าไปในขดลวดของสเตเตอร์มอเตอร์ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแรงดันไปยังขดลวดและแรงดันไฟฟ้าแรงเกินจริงบ่อยครั้งสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของมอเตอร์ก่อนวัยอันควร

อายุการใช้งานจริงของมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์หลังจากที่ได้รับแรงดันไฟฟ้าสไปค์ที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยหลายประการรวมถึงอุณหภูมิการปนเปื้อนการสั่นสะเทือนแรงดันไฟฟ้าความถี่พาหะและฝีมือของฉนวนกันความร้อนสำหรับอุตสาหกรรมไฟฟ้าอัตโนมัติ

ยิ่งความถี่พาหะของอินเวอร์เตอร์สูงขึ้นเท่าใดรูปคลื่นกระแสไฟฟ้าที่ใกล้จะเป็นคลื่นไซน์ซึ่งจะลดอุณหภูมิการทำงานของมอเตอร์และยืดอายุการใช้งานของฉนวนมอเตอร์

อย่างไรก็ตามความถี่ของพาหะที่สูงขึ้นหมายความว่ามีการสร้างแรงดันไฟฟ้าขีด จำกัด จำนวนมากขึ้นต่อวินาทีและจำนวนแรงกระแทกของมอเตอร์นั้นยิ่งใหญ่กว่า

รูปที่ 4 ให้ความแปรปรวนของอายุการใช้งานของฉนวนเป็นฟังก์ชั่นของความยาวสายเคเบิลและความถี่ของพาหะ

ดังที่เห็นได้จากกราฟสำหรับสายเคเบิลยาว 200 ฟุตอายุการใช้งานฉนวนลดลงจากประมาณ 80,000 ชั่วโมงเป็น 20,000 ชั่วโมง (ความแตกต่างสี่เท่า) เมื่อความถี่ของผู้ให้บริการเพิ่มขึ้นจาก 3 kHz เป็น 12 kHz (การเปลี่ยนแปลงสี่เท่า)

อิทธิพลของความถี่พาหะต่อฉนวนกันความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้า

ยิ่งอุณหภูมิของมอเตอร์สูงขึ้นเท่าใดอายุการใช้งานของฉนวนมอเตอร์ก็ยิ่งสั้นลงดังแสดงในรูปที่ 5 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 75° C ชีวิตของมอเตอร์เพียง 50%

มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนโดยตัวแปลงความถี่จะมีอุณหภูมิมอเตอร์สูงกว่าถ้าพวกเขาถูกขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าความถี่อุตสาหกรรมเนื่องจากแรงดันไฟฟ้า PWM มีส่วนประกอบความถี่สูงกว่า

กลไกที่ตัวแปลงความถี่เสียหายตลับลูกปืนมอเตอร์

อินเวอร์เตอร์สร้างความเสียหายต่อตลับลูกปืนของมอเตอร์เนื่องจากมีกระแสไหลผ่านแบริ่งและกระแสไฟฟ้านี้อยู่ในวงจรที่เชื่อมต่อเป็นระยะ ๆ วงจรที่เชื่อมต่อไม่ต่อเนื่องจะสร้างส่วนโค้งและส่วนโค้งเผาไหม้แบริ่ง

มีสองสาเหตุหลักของกระแสไหลผ่านตลับลูกปืนของมอเตอร์ใหม่ AC

ประการแรกแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในที่ไม่สมดุลและสองเส้นทางกระแสความถี่สูงที่เกิดจากตัวเก็บประจุจรจัด

สนามแม่เหล็กภายในของมอเตอร์เหนี่ยวนำ AC ในอุดมคตินั้นสมมาตรและเมื่อกระแสในขดลวดสามเฟสเท่ากันและเฟสเป็น 120? นอกจากนี้ยังไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในก้านเพลาของมอเตอร์

เมื่อแรงดันไฟฟ้า PWM ออกจากอินเวอร์เตอร์ทำให้สนามแม่เหล็กภายในมอเตอร์ใหม่เป็นอสมมาตรแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดบนแท่งเพลามอเตอร์ในช่วง 10 ถึง 30V ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์

เมื่อค่าของแรงดันไฟฟ้านี้สูงกว่าความแข็งแรงของฉนวนของน้ำมันหล่อลื่นในแบริ่งจะเกิดเส้นทางปัจจุบัน

ในบางจุดในระหว่างการหมุนของแกนเพลาฉนวนของน้ำมันหล่อลื่นจะปิดกั้นกระแสไฟฟ้าอีกครั้ง

กระบวนการนี้คล้ายกับกระบวนการเปิด/ปิดของสวิตช์เชิงกล

กระบวนการนี้สร้างส่วนโค้งไฟฟ้าซึ่งเผาผลาญพื้นผิวของเพลาลูกบอลและชาม

หากไม่มีการสั่นสะเทือนภายนอกหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กจะไม่มีผลมากเกินไป แต่เมื่อมีการสั่นสะเทือนภายนอกหลุมอุกกาบาตจะถูกสร้างขึ้นและสิ่งนี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการทำงานของมอเตอร์จากผู้ผลิตมอเตอร์ไฟฟ้า

นอกจากนี้การทดลองยังแสดงให้เห็นว่ายอดแรงดันไฟฟ้าบนก้านเพลายังเกี่ยวข้องกับความถี่พื้นฐานของแรงดันเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์ ยิ่งความถี่พื้นฐานต่ำลงเท่าใดแรงดันไฟฟ้าบนก้านเพลาก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ในระยะแรกของการทำงานของมอเตอร์เมื่ออุณหภูมิน้ำมันหล่อลื่นต่ำแอมพลิจูดปัจจุบันคือ 5-200mA กระแสขนาดเล็กจะไม่ทำให้เกิดความเสียหายใด ๆ กับตลับลูกปืน

อย่างไรก็ตามหลังจากมอเตอร์ตรงกับการทำงานเป็นระยะเวลาหนึ่งเมื่ออุณหภูมิน้ำมันหล่อลื่นเพิ่มขึ้นกระแสสูงสุดจะถึง 5-10a ซึ่งจะสร้างส่วนโค้งบินที่จะก่อตัวเป็นหลุมเล็ก ๆ บนพื้นผิวของส่วนประกอบแบริ่ง

ยินดีต้อนรับสู่แบ่งปันข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้าในพื้นที่แสดงความคิดเห็น!

หากมีข้อสงสัยเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้า โปรดติดต่อช่างไฟฟ้ามืออาชีพ ผู้ผลิต ใน จีน ดังนี้

Dongchun motor มีมอเตอร์ไฟฟ้าหลากหลายประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การขนส่ง โครงสร้างพื้นฐาน และการก่อสร้าง

รับคำตอบที่รวดเร็ว