Mootor on kiiresti katki ja inverter käitub deemonina?Lugege mootori ja inverteri vahelist saladust ühest artiklist!
Paljud inimesed on avastanud mootori inverteri kahjustamise nähtuse.Näiteks veepumbatehases on viimase kahe aasta jooksul selle kasutajad sageli teatanud, et veepump sai garantiiaja jooksul kahju.Varem oli pumbatehase toodete kvaliteet väga usaldusväärne.Pärast uurimist selgus, et kõik need kahjustatud veepumbad olid sagedusmuunduritega käitatavad.
Sagedusmuundurite ilmumine on toonud uuendusi tööstusautomaatika juhtimisse ja mootorite energiasäästu.Tööstuslik tootmine on sagedusmuunduritest peaaegu lahutamatu.Isegi igapäevaelus on liftid ja inverterkliimaseadmed muutunud asendamatuteks osadeks.Sagedusmuundurid on hakanud tungima tootmise ja elu igasse nurka.Sagedusmuundur toob aga kaasa ka palju enneolematuid hädasid, mille hulgas on mootori kahjustused üks tüüpilisemaid nähtusi.
Paljud inimesed on avastanud mootori inverteri kahjustamise nähtuse.Näiteks veepumbatehases on viimase kahe aasta jooksul selle kasutajad sageli teatanud, et veepump sai garantiiaja jooksul kahju.Varem oli pumbatehase toodete kvaliteet väga usaldusväärne.Pärast uurimist selgus, et kõik need kahjustatud veepumbad olid sagedusmuunduritega käitatavad.
Kuigi nähtus, et sagedusmuundur mootorit kahjustab, on pälvinud üha enam tähelepanu, ei tea inimesed siiani selle nähtuse mehhanismi, rääkimata sellest, kuidas seda vältida.Selle artikli eesmärk on need segadused lahendada.
Inverteri kahjustus mootorile
Inverteri kahjustus mootorile hõlmab kahte aspekti, staatori mähise ja laagri kahjustusi, nagu on näidatud joonisel 1. Seda tüüpi kahjustused tekivad tavaliselt mõne nädala kuni kümne kuu jooksul ja konkreetne aeg sõltub inverteri margi, mootori marki, mootori võimsuse, inverteri kandesageduse, inverteri ja mootori vahelise kaabli pikkuse ning ümbritseva õhu temperatuuri kohta.Paljud tegurid on omavahel seotud.Mootori varane juhuslik kahjustumine toob ettevõtte tootmisele kaasa tohutuid majanduslikke kahjusid.Selline kahju ei ole ainult mootori remondi ja asendamise kulud, vaid veelgi olulisem majanduslik kahju, mis on põhjustatud ootamatust tootmisseisakust.Seetõttu tuleb mootori käitamiseks sagedusmuundurit kasutades pöörata piisavalt tähelepanu mootorikahjustuste probleemile.
Inverteri kahjustus mootorile
Erinevus inverterajami ja tööstusliku sagedusajami vahel
Et mõista mehhanismi, miks võimsuse sagedusega mootorid on inverterajami tingimustes tõenäolisemalt kahjustatud, mõistke esmalt erinevust inverteriga juhitava mootori pinge ja toitesageduse pinge vahel.Seejärel uurige, kuidas see erinevus võib mootorit negatiivselt mõjutada.
Sagedusmuunduri põhistruktuur on näidatud joonisel 2, sisaldades kahte osa, alaldi vooluringi ja inverteri vooluringi.Alaldi ahel on alalispinge väljundahel, mis koosneb tavalistest dioodidest ja filtrikondensaatoritest ning inverteri ahel teisendab alalispinge impulsi laiusega moduleeritud pinge lainekujuks (PWM pinge).Seetõttu on inverteriga juhitava mootori pingelainekuju pigem muutuva impulsi laiusega impulsi lainekuju kui siinuslaine pingelainekuju.Mootori juhtimine impulsspingega on mootori kerge kahjustamise algpõhjus.
Inverteri kahjustuse mootori staatori mähise mehhanism
Kui kaablil impulsspinge edastatakse, siis kui kaabli impedants ei ühti koormuse takistusega, toimub peegeldus koormuse otsas.Peegelduse tulemuseks on see, et langev laine ja peegeldunud laine asetatakse üksteise peale, moodustades kõrgema pinge.Selle amplituud võib ulatuda maksimaalselt kahekordse alalisvoolu siini pingeni, mis on ligikaudu kolm korda suurem inverteri sisendpingest, nagu on näidatud joonisel 3. Mootori staatori mähisele lisatakse liigne tipppinge, mis põhjustab poolile pingešoki. , ja sagedased ülepingelöögid põhjustavad mootori enneaegse rikke.
Pärast seda, kui sagedusmuunduri käitatavat mootorit mõjutab tipppinge, on selle tegelik eluiga seotud paljude teguritega, sealhulgas temperatuur, saaste, vibratsioon, pinge, kandesagedus ja pooli isolatsiooniprotsess.
Mida kõrgem on inverteri kandesagedus, seda lähemal on väljundvoolu lainekuju siinuslainele, mis vähendab mootori töötemperatuuri ja pikendab isolatsiooni eluiga.Kõrgem kandesagedus tähendab aga seda, et sekundis genereeritavate naastude pingete arv on suurem ja mootori löökide arv suurem.Joonisel 4 on näidatud isolatsiooni eluiga kaabli pikkuse ja kandesageduse funktsioonina.Jooniselt on näha, et 200 jala pikkuse kaabli puhul, kui kandesagedust suurendada 3 kHz-lt 12 kHz-le (muutus 4 korda), väheneb isolatsiooni eluiga umbes 80 000 tunnilt 20 000 tunnini (erinevus 4 korda).
Kandesageduse mõju isolatsioonile
Mida kõrgem on mootori temperatuur, seda lühem on isolatsiooni eluiga, nagu on näidatud joonisel 5, kui temperatuur tõuseb 75°C-ni, on mootori eluiga vaid 50%.Inverteriga käitatava mootori puhul, kuna PWM-pinge sisaldab rohkem kõrgsageduslikke komponente, on mootori temperatuur palju kõrgem kui toitesageduse pingeajamil.
Inverteri kahjustuse mootori laagri mehhanism
Põhjus, miks sagedusmuundur mootori laagrit kahjustab, on see, et laagrit läbib vool ja see vool on katkendliku ühenduse olekus.Katkendlik ühendusahel tekitab kaare ja kaar põletab laagri.
Vahelduvvoolumootori laagrites voolaval voolul on kaks peamist põhjust.Esiteks sisemise elektromagnetvälja tasakaalustamatusest tekitatud indutseeritud pinge ja teiseks hajuvast mahtuvusest põhjustatud kõrgsagedusvoolu teekond.
Ideaalse vahelduvvoolu asünkroonmootori sees olev magnetväli on sümmeetriline.Kui kolmefaasiliste mähiste voolud on võrdsed ja faasid erinevad 120°, ei indutseerita mootori võllile pinget.Kui muunduri PWM-i pinge põhjustab mootori sees oleva magnetvälja asümmeetriliseks, indutseeritakse võllile pinge.Pingevahemik on 10-30 V, mis on seotud ajami pingega.Mida kõrgem on ajami pinge, seda suurem on pinge võllil.kõrge.Kui selle pinge väärtus ületab laagris oleva määrdeõli dielektrilise tugevuse, moodustub voolutee.Mingil hetkel võlli pöörlemise ajal peatab määrdeõli isolatsioon uuesti voolu.See protsess sarnaneb mehaanilise lüliti sisse-välja protsessiga.Selle protsessi käigus tekib kaar, mis eemaldab võlli, kuuli ja võlli kausi pinna, moodustades süvendid.Välise vibratsiooni puudumisel ei avalda väikesed lohud liiga palju mõju, kuid välise vibratsiooni korral tekivad sooned, millel on suur mõju mootori tööle.
Lisaks on katsed näidanud, et võllil olev pinge on seotud ka inverteri väljundpinge põhisagedusega.Mida madalam on põhisagedus, seda kõrgem on võlli pinge ja seda tõsisem on laagrikahjustus.
Mootori töö algfaasis, kui määrdeõli temperatuur on madal, on vooluvahemik 5-200 mA, nii väike vool ei kahjusta laagrit.Kui aga mootor töötab teatud aja, siis määrdeõli temperatuuri tõustes jõuab tippvool 5-10A-ni, mis põhjustab laagrikomponentide pinnale sähvatusi ja väikeseid lohke.
Mootori staatori mähiste kaitse
Kui kaabli pikkus ületab 30 meetrit, tekitavad kaasaegsed sagedusmuundurid paratamatult mootori otsas pingetõusid, mis lühendavad mootori eluiga.Mootori kahjustamise vältimiseks on kaks ideed.Üks on kasutada kõrgema mähise isolatsiooni ja dielektrilise tugevusega mootorit (tavaliselt nimetatakse muutuva sagedusega mootoriks) ja teine on võtta meetmeid tipppinge vähendamiseks.Esimene meede sobib vastvalminud projektidele ja teine meede olemasolevate mootorite ümberkujundamiseks.
Praegu on tavaliselt kasutatavad mootorikaitsemeetodid järgmised:
1) Paigaldage reaktor sagedusmuunduri väljundotsa: seda meedet kasutatakse kõige sagedamini, kuid tuleb märkida, et sellel meetodil on teatud mõju lühematele kaablitele (alla 30 meetri), kuid mõnikord pole efekt ideaalne. , nagu on näidatud joonisel fig 6(c).
2) Paigaldage sagedusmuunduri väljundotsa dv/dt filter: see meede sobib juhtudel, kui kaabli pikkus on alla 300 meetri ja hind on veidi kõrgem kui reaktoril, kuid mõju on olnud oluliselt paranenud, nagu on näidatud joonisel fig 6(d).
3) Paigaldage siinuslaine filter sagedusmuunduri väljundisse: see meede on kõige ideaalsem.Kuna siin muudetakse PWM-i impulsspinge siinuslaine pingeks, mootor töötab samadel tingimustel kui toitesageduse pinge ja tipppinge probleem on täielikult lahendatud (ükskõik kui pikk kaabel on, tekib tipppinget pole).
4) Paigaldage kaabli ja mootori liidesesse tipppinge neelaja: eelmiste meetmete puuduseks on see, et kui mootori võimsus on suur, on reaktoril või filtril suur maht ja kaal ning hind on suhteliselt suur. kõrge.Lisaks põhjustavad reaktor Nii filter kui ka filter teatud pingelanguse, mis mõjutab mootori väljundmomenti.Inverteri tipppinge neelaja kasutamine võib need puudused ületada.Teise lennundusteaduste ja tööstuse korporatsiooni 706 välja töötatud SVA pinge neelaja kasutab täiustatud jõuelektroonika tehnoloogiat ja intelligentset juhtimistehnoloogiat ning on ideaalne seade mootorikahjustuste lahendamiseks.Lisaks kaitseb SVA naastu neeldumine mootori laagreid.
Spike pinge neelduja on uut tüüpi mootorikaitseseade.Ühendage mootori toitesisendi klemmid paralleelselt.
1) Tipppinge tuvastamise ahel tuvastab reaalajas pinge amplituudi mootori elektriliinil;
2) Kui tuvastatud pinge suurus ületab seatud läve, juhtige tippenergia puhverahelat, et neelata tipppinge energiat;
3) Kui tipppinge energia on tippenergia puhvriga täis, avatakse tippenergia neeldumise juhtventiil, nii et puhvris olev tippenergia tühjendatakse tippenergia neeldurisse ja elektrienergia muundatakse soojuseks. energia;
4) Temperatuurimonitor jälgib tippenergia neelaja temperatuuri.Kui temperatuur on liiga kõrge, suletakse tippenergia neeldumise juhtventiil korralikult, et vähendada energia neeldumist (eeldusel, et mootor on kaitstud), et vältida tipppinge neelduri ülekuumenemist ja kahjustusi.kahju;
5) Laagrivoolu neeldumisahela ülesanne on neelata laagrivool ja kaitsta mootori laagrit.
Võrreldes ülalmainitud du/dt-filtri, siinuslainefiltri ja muude mootorikaitsemeetoditega on piigi neelduri suurimateks eelisteks väiksus, madal hind ja lihtne paigaldus (paralleelne paigaldus).Eriti suure võimsuse puhul on tipp-absorberi eelised nii hinna, mahu kui ka kaalu osas väga silmatorkavad.Lisaks, kuna see on paigaldatud paralleelselt, ei esine pingelangust ning du/dt filtril ja siinusfiltril on teatud pingelang ning siinusfiltri pingelang on 10 lähedal. %, mis vähendab mootori pöördemomenti.
Kohustustest loobumine: see artikkel on reprodutseeritud Internetist.Artikli sisu on mõeldud ainult õppimiseks ja suhtlemiseks.Õhukompressorivõrk jääb artiklis esitatud seisukohtade suhtes neutraalseks.Artikli autoriõigused kuuluvad algsele autorile ja platvormile.Rikkumise korral võtke kustutamiseks ühendust