Moottori rikki nopeasti, ja invertteri toimii demonina?Lue moottorin ja invertterin välinen salaisuus yhdessä artikkelissa!
Monet ihmiset ovat havainneet ilmiön, että invertteri vaurioituu moottorissa.Esimerkiksi vesipumpputehtaalla viimeisen kahden vuoden aikana sen käyttäjät ovat usein raportoineet, että vesipumppu on vaurioitunut takuuaikana.Aiemmin pumpputehtaan tuotteiden laatu oli erittäin luotettavaa.Tutkimuksen jälkeen havaittiin, että nämä vaurioituneet vesipumput olivat kaikki taajuusmuuttajakäyttöisiä.
Taajuusmuuttajien ilmaantuminen on tuonut innovaatioita teollisuusautomaation ohjaukseen ja moottorin energiansäästöön.Teollisuustuotanto on lähes erottamaton taajuusmuuttajista.Jopa jokapäiväisessä elämässä hisseistä ja invertteri-ilmastointilaitteista on tullut välttämättömiä osia.Taajuusmuuttajat ovat alkaneet tunkeutua tuotannon ja elämän jokaiseen nurkkaan.Taajuusmuuttaja tuo kuitenkin mukanaan myös monia ennennäkemättömiä ongelmia, joista moottorin vaurioituminen on yksi tyypillisimpiä ilmiöitä.
Monet ihmiset ovat havainneet ilmiön, että invertteri vaurioituu moottorissa.Esimerkiksi vesipumpputehtaalla viimeisen kahden vuoden aikana sen käyttäjät ovat usein raportoineet, että vesipumppu on vaurioitunut takuuaikana.Aiemmin pumpputehtaan tuotteiden laatu oli erittäin luotettavaa.Tutkimuksen jälkeen havaittiin, että nämä vaurioituneet vesipumput olivat kaikki taajuusmuuttajakäyttöisiä.
Vaikka ilmiö, että taajuusmuuttaja vahingoittaa moottoria, on herättänyt yhä enemmän huomiota, ihmiset eivät vieläkään tiedä tämän ilmiön mekanismia, saati kuinka se voidaan estää.Tämän artikkelin tarkoituksena on ratkaista nämä sekaannukset.
Invertteri vaurioitunut moottorissa
Vaihtosuuntaajan moottorivaurioon sisältyy kaksi näkökohtaa, staattorin käämityksen ja laakerin vaurioituminen, kuten kuvassa 1. Tällainen vaurio tapahtuu yleensä muutamasta viikosta kymmeneen kuukauteen, ja tarkka aika riippuu vaihtosuuntaajan merkistä, moottorin merkistä, moottorin tehosta, taajuusmuuttajan kantotaajuudesta, invertterin ja moottorin välisen kaapelin pituudesta ja ympäristön lämpötilasta.Monet tekijät liittyvät toisiinsa.Moottorin varhainen vahingossa tapahtuva vaurioituminen aiheuttaa valtavia taloudellisia tappioita yrityksen tuotannolle.Tällainen menetys ei ole vain moottorin korjauksen ja vaihdon kustannuksia, vaan mikä tärkeämpää, taloudellista menetystä, joka aiheutuu odottamattomista tuotantokatkoksista.Siksi, kun käytetään taajuusmuuttajaa moottorin ohjaamiseen, moottorivaurioon on kiinnitettävä riittävästi huomiota.
Invertteri vaurioitunut moottorissa
Ero invertterikäytön ja teollisuustaajuuskäytön välillä
Ymmärtääksesi mekanismin, miksi tehotaajuusmoottorit vaurioituvat todennäköisemmin invertterikäytön olosuhteissa, ymmärrä ensin invertterikäyttöisen moottorin jännitteen ja tehotaajuusjännitteen välinen ero.Opi sitten, kuinka tämä ero voi vaikuttaa haitallisesti moottoriin.
Taajuusmuuttajan perusrakenne on esitetty kuvassa 2 sisältäen kaksi osaa, tasasuuntauspiirin ja vaihtosuuntaajan piirin.Tasasuuntaajapiiri on tasajännitelähtöpiiri, joka koostuu tavallisista diodeista ja suodatinkondensaattoreista, ja invertteripiiri muuntaa tasajännitteen pulssinleveysmoduloiduksi jänniteaaltomuodoksi (PWM-jännite).Siksi invertteriohjatun moottorin jänniteaaltomuoto on pulssin aaltomuoto, jonka pulssinleveys vaihtelee, eikä siniaallon jänniteaaltomuoto.Moottorin ajaminen pulssijännitteellä on syy moottorin helppoon vaurioitumiseen.
Invertterivaurion moottorin staattorikäämin mekanismi
Kun pulssijännite välitetään kaapelissa, jos kaapelin impedanssi ei vastaa kuorman impedanssia, tapahtuu heijastusta kuorman päässä.Heijastumisen tulos on, että tuleva aalto ja heijastuva aalto asettuvat päällekkäin muodostaen korkeamman jännitteen.Sen amplitudi voi saavuttaa enintään kaksinkertaisen DC-väylän jännitteen, joka on noin kolme kertaa invertterin tulojännite, kuten kuvassa 3. Moottorin staattorin käämiin lisätään liiallista huippujännitettä, mikä aiheuttaa jänniteshokin kelaan. , ja toistuvat ylijänniteiskut aiheuttavat moottorin ennenaikaisen vioittumisen.
Kun huippujännite vaikuttaa taajuusmuuttajan käyttämään moottoriin, sen todellinen käyttöikä liittyy moniin tekijöihin, mukaan lukien lämpötila, saastuminen, tärinä, jännite, kantoaaltotaajuus ja kelan eristysprosessi.
Mitä korkeampi invertterin kantotaajuus on, sitä lähempänä lähtövirran aaltomuoto on siniaaltoa, mikä alentaa moottorin käyttölämpötilaa ja pidentää eristeen käyttöikää.Suurempi kantoaaltotaajuus tarkoittaa kuitenkin sitä, että sekunnissa syntyvien piikkijännitteiden määrä on suurempi ja moottoriin kohdistuvien iskujen määrä on suurempi.Kuva 4 esittää eristyksen kestoa kaapelin pituuden ja kantoaaltotaajuuden funktiona.Kuvasta voidaan nähdä, että 200 jalan kaapelin kantoaaltotaajuutta nostettaessa 3 kHz:stä 12 kHz:iin (muutos 4 kertaa), eristeen käyttöikä lyhenee noin 80 000 tunnista 20 000 tuntiin (ero 4 kertaa).
Kantoaaltotaajuuden vaikutus eristykseen
Mitä korkeampi moottorin lämpötila, sitä lyhyempi eristyksen käyttöikä, kuten kuvassa 5 näkyy, kun lämpötila nousee 75°C:een, moottorin käyttöikä on vain 50 %.Koska PWM-jännite sisältää enemmän korkeataajuisia komponentteja, invertterillä ohjatun moottorin lämpötila on paljon korkeampi kuin tehotaajuusjännitekäytön.
Invertterin vaurioituneen moottorin laakerin mekanismi
Syy siihen, miksi taajuusmuuttaja vaurioittaa moottorin laakeria, on se, että laakerin läpi kulkee virta ja tämä virta on katkonaisessa tilassa.Jaksottainen kytkentäpiiri synnyttää kaaren ja kaari polttaa laakerin.
Vaihtovirtamoottorin laakereissa kulkevalle virralle on kaksi pääsyytä.Ensinnäkin sisäisen sähkömagneettisen kentän epätasapainon synnyttämä indusoitu jännite ja toiseksi hajakapasitanssin aiheuttama suurtaajuinen virtatie.
Magneettikenttä ihanteellisen AC-oikosulkumoottorin sisällä on symmetrinen.Kun kolmivaihekäämien virrat ovat yhtä suuret ja vaiheet eroavat 120°, moottorin akselille ei aiheudu jännitettä.Kun invertterin PWM-jännite saa moottorin sisällä olevan magneettikentän epäsymmetriseksi, akselille indusoituu jännite.Jännitealue on 10-30V, mikä liittyy käyttöjännitteeseen.Mitä korkeampi käyttöjännite, sitä suurempi jännite on akselilla.korkea.Kun tämän jännitteen arvo ylittää laakerissa olevan voiteluöljyn dielektrisen lujuuden, muodostuu virtatie.Jossain vaiheessa akselin pyörimisen aikana voiteluöljyn eristys pysäyttää virran uudelleen.Tämä prosessi on samanlainen kuin mekaanisen kytkimen on-off-prosessi.Tässä prosessissa syntyy kaari, joka poistaa akselin, pallon ja akselikulhon pinnan muodostaen kuoppia.Jos ulkoista tärinää ei ole, pienet kuopat eivät vaikuta liikaa, mutta jos on ulkoista tärinää, syntyy uria, millä on suuri vaikutus moottorin toimintaan.
Lisäksi kokeet ovat osoittaneet, että akselin jännite liittyy myös invertterin lähtöjännitteen perustaajuuteen.Mitä pienempi perustaajuus, sitä suurempi on akselin jännite ja sitä vakavampi laakerivaurio.
Moottorin käytön alkuvaiheessa, kun voiteluöljyn lämpötila on alhainen, virta-alue on 5-200mA, niin pieni virta ei aiheuta vaurioita laakerille.Kuitenkin moottorin käydessä jonkin aikaa voiteluöljyn lämpötilan noustessa huippuvirta saavuttaa 5-10A, mikä aiheuttaa välähdystä ja muodostaa pieniä kuoppia laakerikomponenttien pintaan.
Moottorin staattorikäämien suojaus
Kun kaapelin pituus ylittää 30 metriä, nykyaikaiset taajuusmuuttajat aiheuttavat väistämättä jännitepiikkejä moottorin päähän, mikä lyhentää moottorin käyttöikää.Moottorin vahingoittumisen estämiseksi on kaksi ideaa.Toinen on käyttää moottoria, jolla on korkeampi käämin eristys ja dielektrinen lujuus (kutsutaan yleensä taajuusmuuttajamoottoriksi), ja toinen on ryhtyä toimenpiteisiin huippujännitteen pienentämiseksi.Edellinen toimenpide soveltuu uusiin kohteisiin ja jälkimmäinen olemassa olevien moottoreiden muuntamiseen.
Tällä hetkellä yleisesti käytetyt moottorin suojausmenetelmät ovat seuraavat:
1) Asenna reaktori taajuusmuuttajan lähtöpäähän: Tämä toimenpide on yleisimmin käytetty, mutta on huomattava, että tällä menetelmällä on tietty vaikutus lyhyempiin kaapeleihin (alle 30 metriä), mutta joskus vaikutus ei ole ihanteellinen , kuten on esitetty kuviossa 6(c).
2) Asenna dv/dt-suodatin taajuusmuuttajan lähtöpäähän: Tämä toimenpide sopii tilanteisiin, joissa kaapelin pituus on alle 300 metriä ja hinta on hieman korkeampi kuin reaktorin, mutta vaikutus on ollut parantunut merkittävästi, kuten kuviossa 6(d) esitetään.
3) Asenna siniaaltosuodatin taajuusmuuttajan lähtöön: tämä toimenpide on ihanteellinen.Koska täällä PWM-pulssijännite muutetaan siniaaltojännitteeksi, moottori toimii samoissa olosuhteissa kuin tehotaajuusjännite ja huippujännitteen ongelma on täysin ratkaistu (riippumatta siitä, kuinka pitkä kaapeli on, tulee ei huippujännitettä).
4) Asenna huippujännitteenvaimennin kaapelin ja moottorin väliseen rajapintaan: aiempien toimenpiteiden haittana on, että kun moottorin teho on suuri, reaktorilla tai suodattimella on suuri tilavuus ja paino sekä hinta suhteellisen suuri. korkea.Lisäksi reaktori Sekä suodatin että suodatin aiheuttavat tietyn jännitehäviön, joka vaikuttaa moottorin lähtömomenttiin.Invertterin huippujännitteen vaimentimen käyttö voi voittaa nämä puutteet.Toisen ilmailualan tiede- ja teollisuuslaitoksen 706:n kehittämä SVA-piikin jännitteenvaimennin käyttää kehittynyttä tehoelektroniikkatekniikkaa ja älykästä ohjaustekniikkaa, ja se on ihanteellinen laite moottorivaurioiden ratkaisemiseen.Lisäksi SVA-piikinvaimennin suojaa moottorin laakereita.
Piikkijännitevaimennin on uudenlainen moottorinsuojalaite.Kytke moottorin virransyöttöliittimet rinnan.
1) Huippujännitteen tunnistuspiiri havaitsee jännitteen amplitudin moottorin voimalinjalla reaaliajassa;
2) Kun havaitun jännitteen suuruus ylittää asetetun kynnyksen, ohjaa huippuenergiapuskuripiiriä absorboimaan huippujännitteen energiaa;
3) Kun huippujännitteen energia on täynnä huippuenergiapuskuria, huippuenergian absorption säätöventtiili avataan niin, että puskurissa oleva huippuenergia puretaan huippuenergian absorboijaan ja sähköenergia muunnetaan lämmöksi. energia;
4) Lämpötilamonitori valvoo huippuenergian absorboijan lämpötilaa.Kun lämpötila on liian korkea, huippuenergian absorption säätöventtiili suljetaan kunnolla energian absorption vähentämiseksi (sillä edellytyksellä, että varmistetaan moottorin suojaus), jotta estetään huippujännitteen vaimentimen ylikuumeneminen ja vaurioiden aiheuttaminen.vahingoittaa;
5) Laakerivirran absorptiopiirin tehtävänä on absorboida laakerivirtaa ja suojata moottorin laakeria.
Verrattuna edellä mainittuun du/dt-suodattimeen, siniaaltosuodattimeen ja muihin moottorin suojausmenetelmiin, piikin vaimentimella on suurimmat edut pieni koko, edullinen hinta ja helppo asennus (rinnakkaisasennus).Varsinkin suuren tehon tapauksessa huippuvaimentimen edut hinnan, tilavuuden ja painon suhteen ovat erittäin näkyvät.Lisäksi, koska se on asennettu rinnan, jännitehäviö ei tapahdu, ja du/dt-suodattimessa ja siniaaltosuodattimessa on tietty jännitehäviö, ja siniaaltosuodattimen jännitehäviö on lähellä 10 %, mikä vähentää moottorin vääntömomenttia.
Vastuuvapauslauseke: Tämä artikkeli on kopioitu Internetistä.Artikkelin sisältö on tarkoitettu vain oppimis- ja viestintätarkoituksiin.Air Compressor Network pysyy neutraalina artikkelin näkemysten suhteen.Artikkelin tekijänoikeudet kuuluvat alkuperäiselle kirjoittajalle ja alustalle.Jos on rikkomuksia, ota yhteyttä poistaaksesi