Motor rosak laju, dan penyongsang bertindak sebagai syaitan?Baca rahsia antara motor dan penyongsang dalam satu artikel!
Ramai orang telah menemui fenomena kerosakan inverter pada motor.Sebagai contoh, di kilang pam air, dalam tempoh dua tahun yang lalu, penggunanya sering melaporkan bahawa pam air itu rosak semasa tempoh jaminan.Dahulu, kualiti produk kilang pam sangat boleh dipercayai.Selepas siasatan, didapati pam air yang rosak ini semuanya digerakkan oleh penukar frekuensi.
Kemunculan penukar frekuensi telah membawa inovasi kepada kawalan automasi industri dan penjimatan tenaga motor.Pengeluaran perindustrian hampir tidak dapat dipisahkan daripada penukar frekuensi.Malah dalam kehidupan seharian, lif dan penghawa dingin penyongsang telah menjadi bahagian yang sangat diperlukan.Penukar frekuensi telah mula menembusi ke setiap sudut pengeluaran dan kehidupan.Walau bagaimanapun, penukar frekuensi juga membawa banyak masalah yang tidak pernah berlaku sebelum ini, antaranya kerosakan pada motor adalah salah satu fenomena yang paling tipikal.
Ramai orang telah menemui fenomena kerosakan inverter pada motor.Sebagai contoh, di kilang pam air, dalam tempoh dua tahun yang lalu, penggunanya sering melaporkan bahawa pam air itu rosak semasa tempoh jaminan.Dahulu, kualiti produk kilang pam sangat boleh dipercayai.Selepas siasatan, didapati pam air yang rosak ini semuanya digerakkan oleh penukar frekuensi.
Walaupun fenomena penukar frekuensi merosakkan motor semakin menarik perhatian, orang ramai masih tidak mengetahui mekanisme fenomena ini, apatah lagi bagaimana untuk mencegahnya.Tujuan artikel ini adalah untuk menyelesaikan kekeliruan ini.
Kerosakan inverter pada motor
Kerosakan penyongsang kepada motor termasuk dua aspek, kerosakan belitan stator dan kerosakan galas, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Kerosakan jenis ini biasanya berlaku dalam beberapa minggu hingga sepuluh bulan, dan masa tertentu bergantung pada jenama penyongsang, jenama motor, kuasa motor, frekuensi pembawa penyongsang, panjang kabel antara penyongsang dan motor, dan suhu ambien.Banyak faktor yang berkaitan.Kerosakan awal motor secara tidak sengaja membawa kerugian ekonomi yang besar kepada pengeluaran perusahaan.Kerugian seperti ini bukan sahaja kos pembaikan dan penggantian motor, tetapi yang lebih penting, kerugian ekonomi yang disebabkan oleh pemberhentian pengeluaran yang tidak dijangka.Oleh itu, apabila menggunakan penukar frekuensi untuk memandu motor, perhatian yang mencukupi mesti diberikan kepada masalah kerosakan motor.
Kerosakan inverter pada motor
Perbezaan antara pemacu penyongsang dan pemacu frekuensi industri
Untuk memahami mekanisme mengapa motor frekuensi kuasa lebih berkemungkinan rosak di bawah keadaan pemacu penyongsang, fahami dahulu perbezaan antara voltan motor yang dipacu penyongsang dan voltan frekuensi kuasa.Kemudian pelajari bagaimana perbezaan ini boleh menjejaskan motor.
Struktur asas penukar frekuensi ditunjukkan dalam Rajah 2, termasuk dua bahagian, litar penerus dan litar penyongsang.Litar penerus ialah litar keluaran voltan DC yang terdiri daripada diod biasa dan kapasitor penapis, dan litar penyongsang menukar voltan DC kepada bentuk gelombang voltan termodulat lebar nadi (voltan PWM).Oleh itu, bentuk gelombang voltan motor pacuan penyongsang ialah bentuk gelombang denyut dengan lebar nadi yang berbeza-beza, bukannya bentuk gelombang voltan gelombang sinus.Memandu motor dengan voltan nadi adalah punca kerosakan mudah motor.
Mekanisme Penggulungan Stator Motor Kerosakan Inverter
Apabila voltan nadi dihantar pada kabel, jika impedans kabel tidak sepadan dengan impedans beban, pantulan akan berlaku pada hujung beban.Hasil pantulan ialah gelombang kejadian dan gelombang pantulan ditindih untuk membentuk voltan yang lebih tinggi.Amplitudnya boleh mencapai dua kali ganda voltan bas DC paling banyak, iaitu kira-kira tiga kali voltan input penyongsang, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Voltan puncak yang berlebihan ditambah pada gegelung pemegun motor, menyebabkan kejutan voltan pada gegelung , dan kejutan voltan lampau yang kerap akan menyebabkan motor gagal lebih awal.
Selepas motor yang digerakkan oleh penukar frekuensi dipengaruhi oleh voltan puncak, hayat sebenar adalah berkaitan dengan banyak faktor, termasuk suhu, pencemaran, getaran, voltan, frekuensi pembawa, dan proses penebat gegelung.
Semakin tinggi frekuensi pembawa penyongsang, semakin dekat bentuk gelombang arus keluaran kepada gelombang sinus, yang akan mengurangkan suhu operasi motor dan memanjangkan hayat penebat.Walau bagaimanapun, kekerapan pembawa yang lebih tinggi bermakna bilangan voltan pancang yang dihasilkan sesaat adalah lebih besar, dan bilangan hentakan pada motor adalah lebih besar.Rajah 4 menunjukkan hayat penebat sebagai fungsi panjang kabel dan frekuensi pembawa.Ia boleh dilihat daripada rajah bahawa untuk kabel 200 kaki, apabila frekuensi pembawa ditingkatkan daripada 3kHz kepada 12kHz (perubahan sebanyak 4 kali), hayat penebat berkurangan daripada kira-kira 80,000 jam kepada 20,000 jam (perbezaan daripada 4 kali).
Pengaruh Frekuensi Pembawa Terhadap Penebat
Semakin tinggi suhu motor, semakin pendek hayat penebat, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5, apabila suhu meningkat kepada 75°C, hayat motor hanya 50%.Untuk motor yang digerakkan oleh penyongsang, kerana voltan PWM mengandungi lebih banyak komponen frekuensi tinggi, suhu motor akan jauh lebih tinggi daripada pemacu voltan frekuensi kuasa.
Mekanisme Galas Motor Kerosakan Inverter
Sebab mengapa penukar frekuensi merosakkan galas motor adalah kerana terdapat arus yang mengalir melalui galas, dan arus ini berada dalam keadaan sambungan terputus-putus.Litar sambungan terputus-putus akan menghasilkan arka, dan arka akan membakar galas.
Terdapat dua sebab utama arus mengalir dalam galas motor AC.Pertama, voltan teraruh yang dihasilkan oleh ketidakseimbangan medan elektromagnet dalaman, dan kedua, laluan arus frekuensi tinggi yang disebabkan oleh kapasitansi sesat.
Medan magnet di dalam motor aruhan AC yang ideal adalah simetri.Apabila arus belitan tiga fasa adalah sama dan fasa berbeza sebanyak 120°, tiada voltan akan teraruh pada aci motor.Apabila keluaran voltan PWM oleh penyongsang menyebabkan medan magnet di dalam motor menjadi tidak simetri, voltan akan teraruh pada aci.Julat voltan ialah 10 ~ 30V, yang berkaitan dengan voltan pemanduan.Semakin tinggi voltan pemanduan, semakin tinggi voltan pada aci.tinggi.Apabila nilai voltan ini melebihi kekuatan dielektrik minyak pelincir dalam galas, laluan semasa terbentuk.Pada satu ketika semasa putaran aci, penebat minyak pelincir menghentikan arus semula.Proses ini adalah serupa dengan proses on-off suis mekanikal.Dalam proses ini, arka akan dihasilkan, yang akan mengelupas permukaan aci, bola, dan mangkuk aci, membentuk lubang.Sekiranya tiada getaran luaran, lesung pipit kecil tidak akan mempunyai pengaruh yang terlalu banyak, tetapi jika terdapat getaran luaran, alur akan dihasilkan, yang mempunyai pengaruh yang besar terhadap operasi motor.
Di samping itu, eksperimen telah menunjukkan bahawa voltan pada aci juga berkaitan dengan frekuensi asas voltan keluaran penyongsang.Semakin rendah frekuensi asas, semakin tinggi voltan pada aci dan semakin serius kerosakan galas.
Pada peringkat awal operasi motor, apabila suhu minyak pelincir rendah, julat semasa ialah 5-200mA, arus yang kecil tidak akan menyebabkan kerosakan pada galas.Walau bagaimanapun, apabila motor berjalan untuk satu tempoh masa, apabila suhu minyak pelincir meningkat, arus puncak akan mencapai 5-10A, yang akan menyebabkan flashover dan membentuk lubang kecil pada permukaan komponen galas.
Perlindungan belitan stator motor
Apabila panjang kabel melebihi 30 meter, penukar frekuensi moden pasti akan menjana pancang voltan pada hujung motor, memendekkan hayat motor.Terdapat dua idea untuk mengelakkan kerosakan pada motor.Satu ialah menggunakan motor dengan penebat belitan yang lebih tinggi dan kekuatan dielektrik (biasanya dipanggil motor frekuensi berubah-ubah), dan satu lagi ialah mengambil langkah untuk mengurangkan voltan puncak.Langkah pertama sesuai untuk projek yang baru dibina, dan ukuran kedua sesuai untuk mengubah motor sedia ada.
Pada masa ini, kaedah perlindungan motor yang biasa digunakan adalah seperti berikut:
1) Pasang reaktor pada hujung keluaran penukar frekuensi: Ukuran ini adalah yang paling biasa digunakan, tetapi harus diperhatikan bahawa kaedah ini mempunyai kesan tertentu pada kabel yang lebih pendek (di bawah 30 meter), tetapi kadangkala kesannya tidak sesuai. , seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6(c) yang ditunjukkan.
2) Pasang penapis dv/dt pada hujung keluaran penukar frekuensi: Ukuran ini sesuai untuk keadaan di mana panjang kabel kurang daripada 300 meter, dan harganya lebih tinggi sedikit daripada harga reaktor, tetapi kesannya telah bertambah baik dengan ketara, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6(d) .
3) Pasang penapis gelombang sinus pada output penukar frekuensi: ukuran ini adalah yang paling ideal.Kerana di sini, voltan nadi PWM ditukar kepada voltan gelombang sinus, motor berfungsi di bawah keadaan yang sama seperti voltan frekuensi kuasa, dan masalah voltan puncak telah diselesaikan sepenuhnya (tidak kira berapa lama kabel itu, akan ada tiada voltan puncak).
4) Pasang penyerap voltan puncak pada antara muka antara kabel dan motor: kelemahan langkah-langkah sebelumnya ialah apabila kuasa motor besar, reaktor atau penapis mempunyai volum dan berat yang besar, dan harganya agak tinggi. tinggi.Di samping itu, reaktor Kedua-dua penapis dan penapis akan menyebabkan penurunan voltan tertentu, yang akan menjejaskan tork keluaran motor.Menggunakan penyerap voltan puncak penyongsang boleh mengatasi kelemahan ini.Penyerap voltan pancang SVA yang dibangunkan oleh 706 Akademi Sains Aeroangkasa Kedua dan Perbadanan Industri mengguna pakai teknologi elektronik kuasa termaju dan teknologi kawalan pintar, dan merupakan peranti yang ideal untuk menyelesaikan kerosakan motor.Di samping itu, penyerap spike SVA melindungi galas motor.
Penyerap voltan spike adalah jenis peranti perlindungan motor baharu.Sambungkan terminal input kuasa motor secara selari.
1) Litar pengesan voltan puncak mengesan amplitud voltan pada talian kuasa motor dalam masa nyata;
2) Apabila magnitud voltan yang dikesan melebihi ambang yang ditetapkan, kawal litar penampan tenaga puncak untuk menyerap tenaga voltan puncak;
3) Apabila tenaga voltan puncak penuh dengan penampan tenaga puncak, injap kawalan penyerapan tenaga puncak dibuka, supaya tenaga puncak dalam penampan dilepaskan ke penyerap tenaga puncak, dan tenaga elektrik ditukar menjadi haba tenaga;
4) Pemantau suhu memantau suhu penyerap tenaga puncak.Apabila suhu terlalu tinggi, injap kawalan penyerapan tenaga puncak ditutup dengan betul untuk mengurangkan penyerapan tenaga (di bawah premis memastikan motor dilindungi), untuk mengelakkan penyerap voltan puncak daripada terlalu panas dan menyebabkan kerosakan.kerosakan;
5) Fungsi litar penyerapan arus galas adalah untuk menyerap arus galas dan melindungi galas motor.
Berbanding dengan penapis du/dt yang disebutkan di atas, penapis gelombang sinus dan kaedah perlindungan motor lain, penyerap puncak mempunyai kelebihan terbesar saiz kecil, harga rendah, dan pemasangan mudah (pemasangan selari).Terutama dalam kes kuasa tinggi, kelebihan penyerap puncak dari segi harga, isipadu, dan berat sangat menonjol.Di samping itu, kerana ia dipasang secara selari, tidak akan ada penurunan voltan, dan akan terdapat penurunan voltan tertentu pada penapis du/dt dan penapis gelombang sinus, dan penurunan voltan penapis gelombang sinus adalah hampir 10 %, yang akan menyebabkan tork motor berkurangan.
Penafian: Artikel ini diterbitkan semula dari Internet.Kandungan artikel adalah untuk tujuan pembelajaran dan komunikasi sahaja.Rangkaian Pemampat Udara kekal neutral dengan pandangan dalam artikel.Hak cipta artikel adalah milik pengarang asal dan platform.Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi untuk memadam