Motors ir ātri bojāts, un invertors darbojas kā dēmons?Izlasiet noslēpumu starp motoru un invertoru vienā rakstā!
Daudzi cilvēki ir atklājuši invertora bojājumu parādību motoram.Piemēram, ūdens sūkņu rūpnīcā pēdējo divu gadu laikā tās lietotāji bieži ziņoja, ka garantijas laikā ūdens sūknis ir bojāts.Agrāk sūkņu rūpnīcas produktu kvalitāte bija ļoti uzticama.Pēc izmeklēšanas tika konstatēts, ka visi šie bojātie ūdens sūkņi tika darbināti ar frekvences pārveidotājiem.
Frekvences pārveidotāju parādīšanās ir ieviesusi inovācijas rūpnieciskās automatizācijas vadībā un motoru enerģijas taupīšanā.Rūpnieciskā ražošana ir gandrīz neatdalāma no frekvences pārveidotājiem.Pat ikdienas dzīvē lifti un invertora gaisa kondicionieri ir kļuvuši par neaizstājamām sastāvdaļām.Frekvences pārveidotāji ir sākuši iekļūt katrā ražošanas un dzīves stūrī.Tomēr frekvences pārveidotājs rada arī daudzas nepieredzētas nepatikšanas, starp kurām motora bojājumi ir viena no tipiskākajām parādībām.
Daudzi cilvēki ir atklājuši invertora bojājumu parādību motoram.Piemēram, ūdens sūkņu rūpnīcā pēdējo divu gadu laikā tās lietotāji bieži ziņoja, ka garantijas laikā ūdens sūknis ir bojāts.Agrāk sūkņu rūpnīcas produktu kvalitāte bija ļoti uzticama.Pēc izmeklēšanas tika konstatēts, ka visi šie bojātie ūdens sūkņi tika darbināti ar frekvences pārveidotājiem.
Lai gan parādība, ka frekvences pārveidotājs sabojā motoru, ir piesaistījusi arvien lielāku uzmanību, cilvēki joprojām nezina šīs parādības mehānismu, nemaz nerunājot par to, kā to novērst.Šī raksta mērķis ir atrisināt šīs neskaidrības.
Invertora bojājumi motoram
Invertora bojājumi motoram ietver divus aspektus: statora tinuma bojājumus un gultņa bojājumus, kā parādīts 1. attēlā. Šāda veida bojājumi parasti rodas dažu nedēļu līdz desmit mēnešu laikā, un konkrētais laiks ir atkarīgs par invertora zīmolu, motora zīmolu, motora jaudu, invertora nesējfrekvenci, kabeļa garumu starp invertoru un motoru un apkārtējās vides temperatūru.Daudzi faktori ir saistīti.Agrīni nejauši dzinēja bojājumi rada milzīgus ekonomiskus zaudējumus uzņēmuma ražošanai.Šāda veida zaudējumi ir ne tikai motora remonta un nomaiņas izmaksas, bet, vēl svarīgāk, ekonomiskie zaudējumi, ko rada neparedzēta ražošanas apstāšanās.Tāpēc, izmantojot frekvences pārveidotāju motora piedziņai, pietiekama uzmanība jāpievērš motora bojājumu problēmai.
Invertora bojājumi motoram
Atšķirība starp invertora piedziņu un rūpniecisko frekvences piedziņu
Lai izprastu mehānismu, kāpēc invertora piedziņas apstākļos jaudas frekvences motori, visticamāk, tiek bojāti, vispirms izprotiet atšķirību starp invertora piedziņas motora spriegumu un strāvas frekvences spriegumu.Pēc tam uzziniet, kā šī atšķirība var negatīvi ietekmēt motoru.
Frekvences pārveidotāja pamatstruktūra ir parādīta 2. attēlā, ieskaitot divas daļas, taisngrieža ķēdi un invertora ķēdi.Taisngrieža ķēde ir līdzstrāvas sprieguma izejas ķēde, kas sastāv no parastajām diodēm un filtra kondensatoriem, un invertora ķēde pārvērš līdzstrāvas spriegumu impulsa platuma modulētā sprieguma viļņu formā (PWM spriegums).Tāpēc invertora darbināmā motora sprieguma viļņa forma ir impulsa viļņu forma ar mainīgu impulsa platumu, nevis sinusoidālā viļņa sprieguma viļņu forma.Motora vadīšana ar impulsa spriegumu ir galvenais motora bojājumu cēlonis.
Invertora bojājumu motora statora tinuma mehānisms
Kad impulsa spriegums tiek pārraidīts uz kabeļa, ja kabeļa pretestība neatbilst slodzes pretestībai, slodzes galā notiks atstarošana.Atstarošanas rezultāts ir tāds, ka krītošais vilnis un atstarotais vilnis tiek uzklāti, veidojot augstāku spriegumu.Tā amplitūda var sasniegt ne vairāk kā divreiz lielāku līdzstrāvas kopnes spriegumu, kas ir aptuveni trīs reizes lielāks par invertora ieejas spriegumu, kā parādīts 3. attēlā. Motora statora spolei tiek pievienots pārmērīgs maksimālais spriegums, izraisot sprieguma triecienu spolē. , un bieži pārsprieguma triecieni izraisīs motora priekšlaicīgu atteici.
Pēc tam, kad frekvences pārveidotāja darbināmo motoru ietekmē maksimālais spriegums, tā faktiskais kalpošanas laiks ir saistīts ar daudziem faktoriem, tostarp temperatūru, piesārņojumu, vibrāciju, spriegumu, nesējfrekvenci un spoles izolācijas procesu.
Jo augstāka ir invertora nesējfrekvence, jo tuvāk izejas strāvas viļņu forma ir sinusoidālajam vilnim, kas samazinās motora darba temperatūru un pagarinās izolācijas kalpošanas laiku.Tomēr augstāka nesējfrekvence nozīmē, ka sekundē ģenerēto smaiļu spriegumu skaits ir lielāks un motora triecienu skaits ir lielāks.4. attēlā parādīts izolācijas kalpošanas laiks kā kabeļa garuma un nesējfrekvences funkcija.No attēla var redzēt, ka 200 pēdu kabelim, kad nesējfrekvence tiek palielināta no 3 kHz līdz 12 kHz (izmaiņas 4 reizes), izolācijas kalpošanas laiks samazinās no aptuveni 80 000 stundu līdz 20 000 stundu (starpība 4 reizes).
Nesēja frekvences ietekme uz izolāciju
Jo augstāka ir motora temperatūra, jo īsāks ir izolācijas kalpošanas laiks, kā parādīts 5. attēlā, kad temperatūra paaugstinās līdz 75°C, motora kalpošanas laiks ir tikai 50%.Motoram, ko darbina invertors, tā kā PWM spriegums satur vairāk augstfrekvences komponentu, motora temperatūra būs daudz augstāka nekā strāvas frekvences sprieguma piedziņas temperatūra.
Invertora bojājumu motora gultņa mehānisms
Iemesls, kāpēc frekvences pārveidotājs sabojā motora gultni, ir tas, ka caur gultni plūst strāva, un šī strāva ir neregulāra savienojuma stāvoklī.Intermitējošā savienojuma ķēde radīs loku, un loka sadedzinās gultni.
Ir divi galvenie iemesli, kāpēc strāva plūst maiņstrāvas motora gultņos.Pirmkārt, inducētais spriegums, ko rada iekšējā elektromagnētiskā lauka nelīdzsvarotība, un, otrkārt, augstfrekvences strāvas ceļš, ko izraisa izkliedētā kapacitāte.
Magnētiskais lauks ideālā maiņstrāvas indukcijas motora iekšpusē ir simetrisks.Ja trīsfāzu tinumu strāvas ir vienādas un fāzes atšķiras par 120°, uz motora vārpstas netiks inducēts spriegums.Ja invertora PWM izvades spriegums izraisa asimetrisku magnētisko lauku motora iekšpusē, uz vārpstas tiks inducēts spriegums.Sprieguma diapazons ir 10–30 V, kas ir saistīts ar piedziņas spriegumu.Jo augstāks piedziņas spriegums, jo lielāks spriegums uz vārpstas.augsts.Kad šī sprieguma vērtība pārsniedz gultņa smēreļļas dielektrisko izturību, veidojas strāvas ceļš.Kādā brīdī vārpstas griešanās laikā smēreļļas izolācija atkal pārtrauc strāvu.Šis process ir līdzīgs mehāniskā slēdža ieslēgšanas-izslēgšanas procesam.Šajā procesā tiks izveidots loks, kas notīrīs vārpstas, lodītes un vārpstas bļodas virsmu, veidojot bedres.Ja nav ārējas vibrācijas, mazas bedrītes pārāk daudz neietekmēs, bet, ja būs ārēja vibrācija, veidojas rievas, kas ļoti ietekmē motora darbību.
Turklāt eksperimenti ir parādījuši, ka spriegums uz vārpstas ir saistīts arī ar invertora izejas sprieguma pamatfrekvenci.Jo zemāka ir pamatfrekvence, jo augstāks ir vārpstas spriegums un nopietnāks ir gultņa bojājums.
Motora darbības sākumposmā, kad smēreļļas temperatūra ir zema, strāvas diapazons ir 5-200mA, tik maza strāva neradīs nekādus gultņa bojājumus.Tomēr, motoram darbojoties kādu laiku, paaugstinoties smēreļļas temperatūrai, maksimālā strāva sasniegs 5-10A, kas izraisīs uzplaiksnījumu un veidos nelielas bedres uz gultņu komponentu virsmas.
Motora statora tinumu aizsardzība
Kad kabeļa garums pārsniedz 30 metrus, mūsdienu frekvences pārveidotāji neizbēgami radīs sprieguma lēcienus motora galā, saīsinot motora kalpošanas laiku.Ir divas idejas, kā novērst motora bojājumus.Viens no tiem ir izmantot motoru ar augstāku tinumu izolāciju un dielektrisko izturību (parasti saukts par mainīgas frekvences motoru), bet otrs ir veikt pasākumus, lai samazinātu maksimālo spriegumu.Pirmais pasākums ir piemērots jaunbūvētiem projektiem, bet otrs pasākums ir piemērots esošo motoru pārveidošanai.
Pašlaik visbiežāk izmantotās motora aizsardzības metodes ir šādas:
1) Uzstādiet reaktoru frekvences pārveidotāja izejas galā: šis pasākums ir visizplatītākais, taču jāņem vērā, ka šai metodei ir noteikta ietekme uz īsākiem kabeļiem (zem 30 metriem), bet dažreiz efekts nav ideāls. , kā parādīts 6(c) attēlā.
2) Uzstādiet dv/dt filtru frekvences pārveidotāja izejas galā: šis pasākums ir piemērots gadījumiem, kad kabeļa garums ir mazāks par 300 metriem un cena ir nedaudz augstāka nekā reaktora cena, taču efekts ir bijis ievērojami uzlabojās, kā parādīts 6. d) attēlā.
3) Frekvences pārveidotāja izejā uzstādiet sinusoidālo viļņu filtru: šis pasākums ir ideālākais.Tā kā šeit PWM impulsa spriegums tiek mainīts uz sinusoidālā viļņa spriegumu, motors darbojas tādos pašos apstākļos kā strāvas frekvences spriegums, un maksimālā sprieguma problēma ir pilnībā atrisināta (neatkarīgi no tā, cik garš ir kabelis, būs nav maksimālā sprieguma).
4) Uzstādiet maksimālā sprieguma absorbētāju saskarnē starp kabeli un motoru: iepriekšējo pasākumu trūkums ir tāds, ka, ja motora jauda ir liela, reaktoram vai filtram ir liels tilpums un svars, un cena ir relatīvi. augsts.Turklāt reaktors Gan filtrs, gan filtrs izraisīs noteiktu sprieguma kritumu, kas ietekmēs motora izejas griezes momentu.Šīs nepilnības var novērst, izmantojot invertora maksimālā sprieguma absorbētāju.SVA smaile sprieguma absorbētājs, ko izstrādājusi Otrās Aviācijas zinātnes un rūpniecības korporācijas akadēmijas 706, izmanto progresīvu jaudas elektronikas tehnoloģiju un viedo vadības tehnoloģiju, un tā ir ideāla ierīce motora bojājumu novēršanai.Turklāt SVA tapas absorbētājs aizsargā motora gultņus.
Smailes sprieguma absorbētājs ir jauna veida motora aizsardzības ierīce.Paralēli pievienojiet motora jaudas ievades spailes.
1) maksimālā sprieguma noteikšanas ķēde reāllaikā nosaka sprieguma amplitūdu motora elektropārvades līnijā;
2) Kad konstatētā sprieguma lielums pārsniedz iestatīto slieksni, vadiet maksimālās enerģijas bufera ķēdi, lai absorbētu maksimālā sprieguma enerģiju;
3) Kad maksimālā sprieguma enerģija ir pilna ar maksimālās enerģijas buferi, tiek atvērts maksimālās enerģijas absorbcijas vadības vārsts, lai bufera maksimālā enerģija tiktu izvadīta maksimālās enerģijas absorbētājā un elektriskā enerģija tiek pārvērsta siltumā. enerģija;
4) Temperatūras monitors uzrauga maksimālās enerģijas absorbētāja temperatūru.Ja temperatūra ir pārāk augsta, maksimālās enerģijas absorbcijas vadības vārsts ir pareizi aizvērts, lai samazinātu enerģijas absorbciju (saskaņā ar priekšnoteikumu nodrošināt motora aizsardzību), lai novērstu maksimālā sprieguma absorbētāja pārkaršanu un bojājumus.bojājumi;
5) Gultņa strāvas absorbcijas ķēdes funkcija ir absorbēt gultņa strāvu un aizsargāt motora gultni.
Salīdzinot ar iepriekšminēto du/dt filtru, sinusoidālo viļņu filtru un citām motora aizsardzības metodēm, pīķa absorbētājam ir lielākās priekšrocības — mazs izmērs, zema cena un vienkārša uzstādīšana (paralēlā uzstādīšana).Īpaši lielas jaudas gadījumā pīķa absorbētāja priekšrocības cenas, tilpuma un svara ziņā ir ļoti pamanāmas.Turklāt, tā kā tas ir uzstādīts paralēli, nebūs sprieguma krituma, un du/dt filtram un sinusoidālā viļņa filtram būs zināms sprieguma kritums, un sinusoidālā viļņa filtra sprieguma kritums ir tuvu 10. %, kas samazinās motora griezes momentu.
Atruna: šis raksts ir pārpublicēts no interneta.Raksta saturs ir paredzēts tikai mācībām un saziņai.Gaisa kompresoru tīkls paliek neitrāls attiecībā uz rakstā sniegtajiem viedokļiem.Raksta autortiesības pieder sākotnējam autoram un platformai.Ja ir kāds pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai dzēstu