當一臺變頻器在驅動電機時出現了過熱現象時,我們該如何解決,這里面的原理是什么?這可能是由于在驅動電機時產生的電壓,蘊含過多的高頻成份導致的故障。
由于在驅動電機時所產生的電壓波形并非正弦波電壓,而是脈寬調制(PWM)電壓,如下圖所示。根據傅里葉變換原則分析,此波形中包含了過量的高頻成份,主要頻率成分是PWM脈沖的重復頻率,及其整倍數的頻率,PWM脈沖的重復頻率這叫做載波頻率。
不同型號的變頻設備的載波頻率不同,一般為1~12kHz。對于載波頻率為1kHz的PWM電壓,流入電機的電流主要是1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz,等頻率的電流。這些高頻電流會增加電機繞組損耗和鐵心損耗。理論分析表明,繞組的損耗與頻率的平方根成正比,鐵心的損耗與頻率的平方成正比,因此,當電機中流過這樣高頻的電流時,鐵心的損耗急劇增加,導致過熱。
解決電機過熱的方法是減小電機驅動電壓中的高頻成份。實現這個目的方法是在輸出端安裝SWF正弦波濾波器。正弦波濾波器將PWM電壓波形變換成適應于電機的正弦波電壓波形,如圖2所示,從而消除了電機過熱的現象。
正弦波濾波器會發出較大的噪聲,并且會伴隨著較高的溫度,這些都是正常的現象。可以認為,正是正弦波將導致電機發出噪聲,升高溫度的能量承擔起來,才保護了電機。
在采購正弦波濾波器時,要了解載波頻率,否則可能會有不良的后果。
例如,去年9月份。本單位接到廣西某地煤礦的咨詢電話,根據他們所介紹的情況表示,他們的提升機溫度很高,并伴隨著較大的噪聲,希望進行整改。這是一個十分典型的問題,只要安裝一臺SWF濾波器即可。采購濾波器前,提升機廠商提供的信息是,載波頻率為2kHz。但是安裝后,發現噪聲更大,電機溫度更高。
通過工程師在現場進行的測試后,我們發覺該
數控機床變頻器實際載波頻率為1kHz。這需要對正弦波濾波器進行重新修正參數,當完成修正參數后,電機所產生異響基本消除,設備溫度也開始由65℃降為53℃。電機的運行溫度恢復正常后,對于電機來說是延長使用壽命重要手段。