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變頻器的出現為工業的自動化控制、電機的節能帶來了革新。而現在工業生產中幾乎是已經離不開變頻器了,即使在日常的生活中,電梯、變頻空調等也成為了*一部分,變頻器已經開始慢慢的滲入到了生產、生活的各個角落里。然而,變頻器也給我嗎帶來了許多的困擾,其中,電機的損傷就是最典型的現象之一。
盡管變頻器對電機造成損傷的現象越來越被人們所關注,但是人們對造成這種現象的原因還是不太清楚,也不知道該如何去預防。這篇文章中,西諾爾電氣就來為大家解決這些疑惑。
電機定子繞組的保護
當電纜的長度超過了30米的時候,現代的變頻器必然會在電機端產生出尖峰電壓,這樣就會縮短了電機的壽命。為了防止電機出現損傷,目前有兩個思路,一個是采用繞組絕緣抗電強度更高的電機(一般被稱為變頻電機),另一個就是采取措施來減小尖峰電壓。前一種措施適合于一些新建的項目,后一種措施則適合于對現已有的電機來進行改造。
目前很多人已經發現了變頻器會對電機造成損傷的現象。例如,某水泵廠,近兩年來,他的用戶頻繁的報告水泵在保修的期間內發生了損壞的現象。然后而再過去,這個水泵廠產品的質量是十分可靠的。后經過調查,發現這些已損壞的水泵都是用變頻器來驅動的。
目前常用的電機保護方法有以下4個:
1)在變頻器的輸出端安裝電抗器:這個措施是常用的,但是需要注意的是,這個方法對于較短的電纜(30米以下)有著一定效果,但是有時候的效果不夠理想。
2)在變頻器的輸出端安裝dv/dt濾波器:這個措施適用于電纜長度小于300米的場合,價格略高于電抗器,但是效果會有明顯的改善。
3)在變頻器的輸出端安裝正弦波的濾波器:這個措施是目前理想的。因為在這里,將PWM的脈沖電壓變成了正弦波電壓,是電機工作在與工頻電壓相同的條件下,尖峰電壓的問題得到了的解決(電纜再長,也不會出現尖峰電壓了)。
4)在電纜與電機的接口位置安裝一個尖峰電壓吸收器:前面幾個措施的缺點是當電機的功率比較大的時候,電抗器或濾波器的體積、重量都很大,價格也較高,另外,電抗器和濾波器都會導致一定的電壓下降,從而影響電機的輸出力矩,采用變頻器尖峰電壓吸收器能夠便克服這些缺點。另外,尖峰吸收器還能夠起到保護電機的軸承的作用。
尖峰電壓吸收器是一種新型的電機保護裝置,它的工作過程如下:
1)尖峰電壓檢測電路實時檢測電機電源線上的電壓幅度;
2)當檢測到電壓的幅度超過設定的閾值時,控制尖峰能量的緩沖電路,使其吸收了尖峰電壓的能量;
3)當尖峰電壓的能量充滿尖峰能量的緩沖器時,尖峰能量吸收控制閥門打開,使緩沖器中的尖峰能量泄放到尖峰能量吸收器中,就將電能轉變成了熱能;
4)溫度監控器監測尖峰能量吸收器的溫度,當溫度過高時,適當的關閉尖峰能量吸收來控制閥門,減小能量的吸收(在保證電機受到保護的前提下),避免尖峰電壓吸收器過熱而導致損壞;
5)軸承電流吸收電路的作用是將軸承的電流吸收掉,保護電機的軸承。
尖峰吸收器與前面所述的du/dt濾波器、正弦波濾波器等電機保護方法相比,最大的好處是,體積小、價格低,安裝簡便(并聯安裝)。特別是在功率較大的場合,尖峰吸收器在價格、體積、重量等方面的優點都很突出。另外,由于是并聯安裝,所以不會產生電壓降,而du/dt濾波器和正弦波濾波器上都會有一定的電壓降,正弦波濾波器的電壓降接近10%,這會導致電機的轉矩降低。