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變頻器會(huì)損傷電機(jī),你知道嗎?
一、這種損失不僅是電機(jī)維修和更換帶來(lái)的費(fèi)用,更主要的是意外停產(chǎn)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。因此,在使用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),必須對(duì)電機(jī)損傷的問(wèn)題有足夠的重視。
二、要了解工頻電機(jī)在變頻器驅(qū)動(dòng)條件下更容易損壞的機(jī)理,首先了解變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓與工頻電壓有什么區(qū)別。然后再了解這種差別是如何對(duì)電機(jī)產(chǎn)生不良影響的。變頻器的基本構(gòu)造如圖2所示,包括整流電路與逆變電路兩部分。整流電路為普通二極管與濾波電容構(gòu)成的直流電壓輸出電路,逆變電路將直流電壓變換成脈寬調(diào)制的電壓波形(PWM電壓)。因此,變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓波形是脈寬變化的脈沖波形,而不是正弦波電壓波形。用脈沖電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)就是導(dǎo)致電機(jī)容易損壞的根本原因。
三、脈沖電壓在電纜上傳輸時(shí),如果電纜的阻抗與負(fù)載的阻抗不匹配,在負(fù)載端會(huì)產(chǎn)生反射。反射的結(jié)果是,入射波與反射波疊加,形成更高的電壓,它的幅度最大可以達(dá)到直流母線電壓的2倍,大約相當(dāng)于變頻器輸入電壓的3倍,如圖3所示。過(guò)高的尖峰電壓加在電機(jī)定子的線圈上,對(duì)線圈造成電壓沖擊,頻繁的過(guò)電壓沖擊會(huì)導(dǎo)致電機(jī)過(guò)早失效。
四、變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)受到尖峰電壓的沖擊后,它的實(shí)際壽命與很多因素,包括,溫度、污染、振動(dòng)、電壓、載波頻率以及線圈絕緣的工藝等因素有關(guān)。變頻器的載波頻率越高,輸出電流波形越接近正弦波,這會(huì)降低電機(jī)的運(yùn)行溫度,從而延長(zhǎng)絕緣的壽命。但是,更高的載波頻率意味著每秒鐘產(chǎn)生的尖峰電壓數(shù)量更多,對(duì)電機(jī)的沖擊的次數(shù)更多。圖4給出了絕緣壽命隨著電纜長(zhǎng)度與載波頻率的變化。從圖中可知,對(duì)于200英尺長(zhǎng)的電纜,當(dāng)載波頻率從3kHz提高到12kHz(變化4倍)時(shí),絕緣的壽命從大約8萬(wàn)小時(shí)降低到2萬(wàn)小時(shí)。
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