O motor está roto rapidamente e o inversor actúa como un demo?Le o segredo entre o motor e o inversor nun artigo!
Moitas persoas descubriron o fenómeno do dano do inversor ao motor.Por exemplo, nunha fábrica de bombas de auga, nos últimos dous anos, os seus usuarios informaron con frecuencia de que a bomba de auga estaba danada durante o período de garantía.No pasado, a calidade dos produtos da fábrica de bombas era moi fiable.Despois da investigación, descubriuse que estas bombas de auga danadas eran todas accionadas por convertidores de frecuencia.
A aparición dos convertidores de frecuencia trouxo innovacións no control da automatización industrial e no aforro de enerxía do motor.A produción industrial é case inseparable dos convertidores de frecuencia.Mesmo na vida diaria, os ascensores e os aires acondicionados inversores convertéronse en pezas indispensables.Os convertidores de frecuencia comezaron a penetrar en todos os recunchos da produción e da vida.Non obstante, o conversor de frecuencia tamén trae moitos problemas sen precedentes, entre os que o dano ao motor é un dos fenómenos máis típicos.
Moitas persoas descubriron o fenómeno do dano do inversor ao motor.Por exemplo, nunha fábrica de bombas de auga, nos últimos dous anos, os seus usuarios informaron con frecuencia de que a bomba de auga estaba danada durante o período de garantía.No pasado, a calidade dos produtos da fábrica de bombas era moi fiable.Despois da investigación, descubriuse que estas bombas de auga danadas eran todas accionadas por convertidores de frecuencia.
Aínda que o fenómeno de que o conversor de frecuencia danos o motor atraeu cada vez máis a atención, a xente aínda non coñece o mecanismo deste fenómeno, e moito menos como evitalo.O obxectivo deste artigo é resolver estas confusións.
Danos do convertidor no motor
O dano do inversor ao motor inclúe dous aspectos, o dano do enrolamento do estator e o dano do rodamento, como se mostra na figura 1. Este tipo de dano xeralmente ocorre nunhas poucas semanas a dez meses e o tempo específico depende sobre a marca do inversor, a marca do motor, a potencia do motor, a frecuencia portadora do inversor, a lonxitude do cable entre o inversor e o motor e a temperatura ambiente.Moitos factores están relacionados.O precoz dano accidental do motor provoca enormes perdas económicas para a produción da empresa.Este tipo de perda non é só o custo da reparación e substitución do motor, senón o máis importante, a perda económica causada pola paralización inesperada da produción.Polo tanto, cando se usa un conversor de frecuencia para conducir un motor, débese prestar suficiente atención ao problema dos danos do motor.
Danos do convertidor no motor
A diferenza entre un convertidor de frecuencia e un convertidor de frecuencia industrial
Para comprender o mecanismo polo que os motores de frecuencia de potencia teñen máis probabilidades de danarse baixo a condición do convertidor, primeiro entenda a diferenza entre a tensión do motor impulsado polo inversor e a tensión de frecuencia de potencia.A continuación, aprende como esta diferenza pode afectar negativamente ao motor.
A estrutura básica do conversor de frecuencia móstrase na Figura 2, incluíndo dúas partes, o circuíto rectificador e o circuíto inversor.O circuíto rectificador é un circuíto de saída de tensión continua composto por díodos ordinarios e condensadores de filtro, e o circuíto inversor converte a tensión continua nunha forma de onda de voltaxe modulada en ancho de pulso (tensión PWM).Polo tanto, a forma de onda de tensión do motor accionado por inversor é unha forma de onda de pulso con ancho de pulso variable, en lugar dunha forma de onda de voltaxe de onda sinusoidal.Conducir o motor con tensión de pulso é a causa principal do dano fácil do motor.
O mecanismo de danos do convertidor de bobinado do estator do motor
Cando a tensión de pulso se transmite no cable, se a impedancia do cable non coincide coa impedancia da carga, a reflexión producirase no extremo da carga.O resultado da reflexión é que a onda incidente e a onda reflectida se superpoñen para formar unha maior tensión.A súa amplitude pode alcanzar como máximo o dobre da tensión do bus de CC, que é unhas tres veces a tensión de entrada do inversor, como se mostra na figura 3. Engádese unha tensión de pico excesiva á bobina do estator do motor, provocando un choque de tensión na bobina. , e as frecuentes descargas de sobretensión farán que o motor falle prematuramente.
Despois de que o motor impulsado polo conversor de frecuencia sexa afectado pola tensión máxima, a súa vida real está relacionada con moitos factores, incluíndo a temperatura, a contaminación, a vibración, a tensión, a frecuencia da portadora e o proceso de illamento da bobina.
Canto maior sexa a frecuencia portadora do inversor, máis preto estará a forma de onda da corrente de saída dunha onda sinusoidal, o que reducirá a temperatura de funcionamento do motor e prolongará a vida útil do illamento.Non obstante, unha frecuencia portadora máis alta significa que o número de voltaxes de picos xerados por segundo é maior e o número de choques ao motor é maior.A figura 4 mostra a vida útil do illamento en función da lonxitude do cable e da frecuencia da portadora.A partir da figura pódese ver que para un cable de 200 pés, cando a frecuencia portadora aumenta de 3 kHz a 12 kHz (un cambio de 4 veces), a vida útil do illamento diminúe dunhas 80.000 horas a 20.000 horas (unha diferenza de 4 veces).
Influencia da frecuencia portadora no illamento
Canto maior sexa a temperatura do motor, menor será a vida útil do illamento, como se mostra na Figura 5, cando a temperatura sobe a 75 °C, a vida útil do motor é só do 50%.Para un motor accionado por un inversor, dado que a tensión PWM contén máis compoñentes de alta frecuencia, a temperatura do motor será moito maior que a dun convertidor de tensión de frecuencia.
Mecanismo de danos do motor do inversor
A razón pola que o conversor de frecuencia dana o rolamento do motor é que hai unha corrente que circula polo rolamento, e esta corrente está nun estado de conexión intermitente.O circuíto de conexión intermitente xerará un arco e o arco queimará o rodamento.
Hai dúas razóns principais para a corrente que flúe nos rodamentos do motor de CA.En primeiro lugar, a tensión inducida xerada polo desequilibrio do campo electromagnético interno e, en segundo lugar, o camiño de corrente de alta frecuencia causado pola capacitancia perdida.
O campo magnético no interior do motor de indución de CA ideal é simétrico.Cando as correntes dos devanados trifásicos sexan iguais e as fases difiran 120°, non se inducirá tensión no eixe do motor.Cando a saída de tensión PWM polo inversor fai que o campo magnético no interior do motor sexa asimétrico, inducirase unha tensión no eixe.O rango de tensión é de 10 ~ 30 V, que está relacionado coa tensión de condución.Canto maior sexa a tensión de conducción, maior será a tensión no eixe.alto.Cando o valor desta tensión supera a rigidez dieléctrica do aceite lubricante no rodamento, fórmase un camiño de corrente.Nalgún momento durante a rotación do eixe, o illamento do aceite lubricante detén a corrente de novo.Este proceso é semellante ao proceso de on-off dun interruptor mecánico.Neste proceso, xerarase un arco, que ablará a superficie do fuste, a bola e a cunca do fuste, formando fosas.Se non hai vibración externa, as pequenas coviñas non terán demasiada influencia, pero se hai vibración externa, produciranse ranuras, o que ten unha gran influencia no funcionamento do motor.
Ademais, os experimentos demostraron que a tensión no eixe tamén está relacionada coa frecuencia fundamental da tensión de saída do inversor.Canto menor sexa a frecuencia fundamental, maior será a tensión no eixe e máis grave será o dano dos rodamentos.
Na fase inicial do funcionamento do motor, cando a temperatura do aceite lubricante é baixa, o intervalo de corrente é de 5-200 mA, unha corrente tan pequena non causará ningún dano ao rodamento.Non obstante, cando o motor funciona durante un período de tempo, a medida que aumenta a temperatura do aceite lubricante, a corrente máxima alcanzará os 5-10 A, o que provocará un flashover e formará pequenas fosas na superficie dos compoñentes do rodamento.
Protección dos devanados do estator do motor
Cando a lonxitude do cable supera os 30 metros, os convertidores de frecuencia modernos xerarán inevitablemente picos de tensión no extremo do motor, acurtando a vida útil do motor.Hai dúas ideas para evitar danos ao motor.Unha delas consiste en utilizar un motor con maior illamento de bobinados e forza dieléctrica (xeralmente chamado motor de frecuencia variable), e a outra é tomar medidas para reducir a tensión de pico.A primeira medida é adecuada para proxectos de nova construción, e a segunda medida é adecuada para transformar motores existentes.
Na actualidade, os métodos de protección do motor de uso común son os seguintes:
1) Instale un reactor no extremo de saída do conversor de frecuencia: esta medida é a máis utilizada, pero hai que ter en conta que este método ten un certo efecto en cables máis curtos (por debaixo de 30 metros), pero ás veces o efecto non é ideal. , como se mostra na Figura 6(c).
2) Instale un filtro dv/dt no extremo de saída do conversor de frecuencia: esta medida é adecuada para ocasións nas que a lonxitude do cable é inferior a 300 metros e o prezo é lixeiramente superior ao do reactor, pero o efecto foi mellorou significativamente, como se mostra na Figura 6(d).
3) Instale un filtro de onda sinusoidal na saída do convertidor de frecuencia: esta medida é a máis ideal.Porque aquí, a tensión de pulso PWM transfórmase nunha tensión de onda sinusoidal, o motor funciona nas mesmas condicións que a tensión de frecuencia de alimentación e o problema da tensión máxima resolveuse por completo (non importa canto longo sexa o cable, haberá sen tensión de pico).
4) Instale un absorbedor de tensión máxima na interface entre o cable e o motor: a desvantaxe das medidas anteriores é que cando a potencia do motor é grande, o reactor ou filtro ten un gran volume e peso e o prezo é relativamente alto.Ademais, o reactor Tanto o filtro como o filtro provocarán unha certa caída de tensión, que afectará o par de saída do motor.O uso do absorbedor de voltaxe de pico do inversor pode superar estas deficiencias.O absorbedor de tensión de pico SVA desenvolvido por 706 da Corporación da Segunda Academia de Ciencia e Industria Aeroespacial adopta tecnoloxía avanzada de electrónica de potencia e tecnoloxía de control intelixente, e é un dispositivo ideal para resolver danos no motor.Ademais, o absorbedor de picos SVA protexe os rodamentos do motor.
O absorbedor de tensión de pico é un novo tipo de dispositivo de protección do motor.Conecte os bornes de entrada de potencia do motor en paralelo.
1) O circuíto de detección de tensión máxima detecta a amplitude da tensión na liña de alimentación do motor en tempo real;
2) Cando a magnitude da tensión detectada supera o limiar establecido, controla o circuíto de amortiguación de enerxía máxima para absorber a enerxía da tensión máxima;
3) Cando a enerxía da tensión máxima está chea do tampón de enerxía máxima, ábrese a válvula de control de absorción de enerxía máxima, de xeito que a enerxía máxima do tampón descárgase no absorbedor de enerxía máxima e a enerxía eléctrica convértese en calor. enerxía;
4) O monitor de temperatura controla a temperatura do absorbedor de enerxía máxima.Cando a temperatura é demasiado alta, a válvula de control de absorción de enerxía máxima está correctamente pechada para reducir a absorción de enerxía (baixo a premisa de garantir que o motor estea protexido), para evitar que o absorbedor de tensión máxima se sobrequente e cause danos.danos;
5) A función do circuíto de absorción de corrente do rolamento é absorber a corrente do rolamento e protexer o rolamento do motor.
En comparación co filtro du/dt mencionado anteriormente, o filtro de onda sinusoidal e outros métodos de protección do motor, o absorbedor de picos ten as maiores vantaxes de tamaño pequeno, prezo baixo e instalación sinxela (instalación paralela).Especialmente no caso de alta potencia, as vantaxes do absorbedor de picos en termos de prezo, volume e peso son moi destacadas.Ademais, xa que está instalado en paralelo, non haberá caída de tensión, e haberá unha certa caída de tensión no filtro du/dt e no filtro de onda sinusoidal, e a caída de tensión do filtro de onda sinusoidal é próxima a 10. %, o que fará que o par motor do motor reduza.
Exención de responsabilidade: este artigo reprodúcese de Internet.O contido do artigo é só para fins de aprendizaxe e comunicación.A rede de compresores de aire segue sendo neutral para as opinións do artigo.Os dereitos de autor do artigo pertencen ao autor orixinal e á plataforma.Se hai algunha infracción, póñase en contacto para eliminala