發布時間:2020-07-20
變頻器驅動的電機受峰值電壓影響后,其實際壽命與多種因素有關,包括溫度、污染、振動、電壓、載波頻率和線圈絕緣技術。
變頻器的載波頻率越高,輸出電流波形越接近正弦波,電機的運行溫度越低,絕緣壽命越長。 但是,載波頻率高意味著每秒對更多的尖峰電壓和馬達的影響。 絕緣壽命根據電纜的長度和載波頻率而變化。 如從圖中可以看出,對于長度為200英尺的電纜,如果載波頻率從3khz增加到12khz倍,則絕緣壽命從大約80000小時減少到20000小時( 4倍)。
電機溫度越高,絕緣壽命越短。如圖5所示,當溫度升至75℃時,電機的壽命僅為50%。由于pwm電壓含有較多的高頻成分,變頻器驅動的電機溫度將遠遠高于工頻電壓驅動的電機溫度。
變頻器損壞電機軸承的原因是有電流流過軸承,該電流處于間歇通訊狀態,間歇通訊電路會產生電弧,燒壞軸承。
電流流過交流電機軸承的主要原因有兩個:一是內部電磁場不平衡引起的感應電壓;第二,雜散電容引起的高頻電流路徑。
理想交流感應電機內部的磁場是對稱的。當三相繞組的電流相等且相位差為120°時,電機軸上不會感應出電壓。當變頻器輸出的pwm電壓導致電機磁場不對稱時,會在軸上感應出電壓,其幅值在10-30V之間,與驅動電壓有關。驅動電壓越高,軸上的電壓越高。當該電壓值超過軸承中潤滑油的絕緣強度時,將形成電流路徑。在軸旋轉的過程中,在某一時刻,潤滑油的絕緣再次阻斷了電流。這一過程類似于機械開關的開關過程,在開關過程中會產生電弧,電弧會燒蝕軸桿、球和軸碗的表面并形成凹坑。如果沒有外部振動,小坑不會產生很大的影響,但是如果有外部振動,會產生溝槽,這將對電機的運行產生很大的影響。
此外,試驗說明,軸桿上的工作電壓也與轉化器輸出電壓的基頻相關,基頻越低,軸桿上的工作電壓越高,滾動軸承損害越比較嚴重。
電機運行初期,當潤滑油溫度較低時,電流幅值為5-200毫安,這樣小的電流不會對軸承造成任何損壞。但是,當電機運行一段時間后,隨著潤滑油溫度的升高,峰值電流將達到5-10a,這將導致電弧放電,并在軸承部件表面形成小凹坑。