Motor se brzo pokvario, a inverter se ponaša kao demon?Pročitajte tajnu između motora i pretvarača u jednom članku!
Mnogi ljudi su otkrili fenomen oštećenja invertera na motoru.Na primjer, u fabrici pumpi za vodu, u posljednje dvije godine, njeni korisnici su često prijavljivali da je pumpa za vodu oštećena tokom garantnog roka.U prošlosti je kvalitet proizvoda fabrike pumpi bio vrlo pouzdan.Nakon istrage, ustanovljeno je da su sve ove oštećene pumpe za vodu pokretane frekventnim pretvaračima.
Pojava frekventnih pretvarača donijela je inovacije u upravljanju industrijskom automatizacijom i uštedi energije motora.Industrijska proizvodnja je gotovo neodvojiva od frekventnih pretvarača.Čak iu svakodnevnom životu, liftovi i inverter klima uređaji postali su nezamjenjivi dijelovi.Frekvencijski pretvarači počeli su prodirati u svaki kutak proizvodnje i života.Međutim, frekventni pretvarač donosi i mnoge neviđene nevolje, među kojima je oštećenje motora jedna od najtipičnijih pojava.
Mnogi ljudi su otkrili fenomen oštećenja invertera na motoru.Na primjer, u fabrici pumpi za vodu, u posljednje dvije godine, njeni korisnici su često prijavljivali da je pumpa za vodu oštećena tokom garantnog roka.U prošlosti je kvalitet proizvoda fabrike pumpi bio vrlo pouzdan.Nakon istrage, ustanovljeno je da su sve ove oštećene pumpe za vodu pokretane frekventnim pretvaračima.
Iako pojava da frekventni pretvarač oštećuje motor privlači sve veću pažnju, ljudi još uvijek ne znaju mehanizam ove pojave, a kamoli kako je spriječiti.Svrha ovog članka je razriješiti ove zabune.
Oštećenje invertera na motoru
Oštećenje pretvarača na motoru uključuje dva aspekta, oštećenje namotaja statora i oštećenje ležaja, kao što je prikazano na slici 1. Ova vrsta oštećenja uglavnom nastaje u roku od nekoliko sedmica do deset mjeseci, a konkretno vrijeme zavisi od na marku pretvarača, marku motora, snagu motora, noseću frekvenciju pretvarača, dužinu kabela između pretvarača i motora i temperaturu okoline.Mnogi faktori su povezani.Rano slučajno oštećenje motora donosi ogromne ekonomske gubitke proizvodnji preduzeća.Ova vrsta gubitka nije samo trošak popravke i zamjene motora, već, što je još važnije, ekonomski gubitak uzrokovan neočekivanim prekidom proizvodnje.Stoga, kada koristite frekventni pretvarač za pogon motora, potrebno je posvetiti dovoljno pažnje problemu oštećenja motora.
Oštećenje invertera na motoru
Razlika između inverterskog pogona i industrijskog frekventnog pogona
Da biste razumjeli mehanizam zašto je vjerojatnije da će motori frekvencije snage biti oštećeni pod uvjetom inverterskog pogona, prvo shvatite razliku između napona motora pogonjenog inverterom i napona frekvencije snage.Zatim naučite kako ova razlika može negativno utjecati na motor.
Osnovna struktura frekventnog pretvarača prikazana je na slici 2, uključujući dva dijela, ispravljačko kolo i kolo pretvarača.Kolo ispravljača je izlazno kolo istosmjernog napona sastavljeno od običnih dioda i filterskih kondenzatora, a invertersko kolo pretvara istosmjerni napon u talasno modulirani napon širine impulsa (PWM napon).Stoga je talasni oblik napona motora pokretanog inverterom talasni oblik impulsa sa promjenjivom širinom impulsa, a ne sinusni talasni oblik napona.Pokretanje motora impulsnim naponom je osnovni uzrok lakog oštećenja motora.
Mehanizam oštećenja invertora namotaja statora motora
Kada se impulsni napon prenosi na kabel, ako impedancija kabela ne odgovara impedanciji opterećenja, doći će do refleksije na kraju opterećenja.Rezultat refleksije je da se upadni val i reflektirani val preklapaju i formiraju viši napon.Njegova amplituda može dostići najviše dvostruko veći napon istosmjerne sabirnice, što je oko tri puta veći od ulaznog napona pretvarača, kao što je prikazano na slici 3. Prekomjerni vršni napon se dodaje na zavojnicu statora motora, uzrokujući naponski udar u zavojnici , a česti udari prenapona uzrokovat će prerano kvar motora.
Nakon što na motor koji pokreće frekventni pretvarač utiče vršni napon, njegov stvarni vijek je povezan s mnogim faktorima, uključujući temperaturu, zagađenje, vibracije, napon, frekvenciju nosioca i proces izolacije zavojnice.
Što je veća noseća frekvencija pretvarača, to je valni oblik izlazne struje bliži sinusnom valu, što će smanjiti radnu temperaturu motora i produžiti vijek trajanja izolacije.Međutim, viša noseća frekvencija znači da je broj generiranih napona u sekundi veći, a broj šokova u motoru veći.Slika 4 prikazuje vijek trajanja izolacije kao funkciju dužine kabela i frekvencije nosioca.Iz slike se može vidjeti da za kabel od 200 stopa, kada se frekvencija nosioca poveća sa 3 kHz na 12 kHz (promjena od 4 puta), vijek trajanja izolacije se smanjuje sa oko 80.000 sati na 20.000 sati (razlika od 4 puta).
Utjecaj noseće frekvencije na izolaciju
Što je temperatura motora viša, životni vek izolacije je kraći, kao što je prikazano na slici 5, kada temperatura poraste na 75°C, životni vek motora je samo 50%.Za motor koji pokreće inverter, budući da PWM napon sadrži više visokofrekventnih komponenti, temperatura motora će biti mnogo viša od one naponskog frekventnog pretvarača.
Mehanizam oštećenja ležaja motora invertera
Razlog zašto frekventni pretvarač oštećuje ležaj motora je taj što kroz ležaj teče struja, a ta struja je u stanju isprekidane veze.Krug isprekidanog povezivanja će stvoriti luk, a luk će spaliti ležaj.
Postoje dva glavna razloga za struju koja teče u ležajevima AC motora.Prvo, inducirani napon generiran neravnotežom unutrašnjeg elektromagnetnog polja, i drugo, strujni put visoke frekvencije uzrokovan lutajućim kapacitetom.
Magnetno polje unutar idealnog AC indukcionog motora je simetrično.Kada su struje trofaznih namotaja jednake, a faze se razlikuju za 120°, na vratilu motora neće biti indukovanog napona.Kada PWM napon na izlazu pretvarača uzrokuje da magnetsko polje unutar motora bude asimetrično, na vratilu će se inducirati napon.Opseg napona je 10~30V, što je povezano sa pogonskim naponom.Što je veći pogonski napon, veći je napon na vratilu.visoko.Kada vrijednost ovog napona premašuje dielektričnu čvrstoću ulja za podmazivanje u ležaju, formira se strujni put.U nekom trenutku tokom rotacije osovine, izolacija ulja za podmazivanje ponovo zaustavlja struju.Ovaj proces je sličan on-off procesu mehaničkog prekidača.U ovom procesu će se stvoriti luk koji će ukloniti površinu osovine, kugle i zdjele osovine, formirajući jame.Ako nema vanjskih vibracija, male rupice neće imati previše utjecaja, ali ako postoje vanjske vibracije, stvaraju se žljebovi, što ima veliki utjecaj na rad motora.
Osim toga, eksperimenti su pokazali da je napon na osovini također povezan s osnovnom frekvencijom izlaznog napona pretvarača.Što je osnovna frekvencija niža, to je veći napon na vratilu i ozbiljnije je oštećenje ležaja.
U ranoj fazi rada motora, kada je temperatura ulja za podmazivanje niska, opseg struje je 5-200mA, tako mala struja neće uzrokovati nikakva oštećenja ležaja.Međutim, kada motor radi neko vreme, kako se temperatura ulja za podmazivanje povećava, vršna struja će dostići 5-10A, što će izazvati preskakanje i formiranje malih udubljenja na površini komponenti ležaja.
Zaštita namotaja statora motora
Kada dužina kabla pređe 30 metara, savremeni frekventni pretvarači će neizbežno generisati skokove napona na kraju motora, skraćujući životni vek motora.Postoje dvije ideje za sprječavanje oštećenja motora.Jedan je korištenje motora s većom izolacijom namotaja i dielektrične čvrstoće (općenito se naziva motor promjenjive frekvencije), a drugi je poduzimanje mjera za smanjenje vršnog napona.Prva mjera je pogodna za novoizgrađene projekte, a druga mjera je pogodna za transformaciju postojećih motora.
Trenutno, najčešće korištene metode zaštite motora su sljedeće:
1) Instalirajte reaktor na izlaznom kraju frekventnog pretvarača: Ova mjera je najčešće korištena, ali treba napomenuti da ova metoda ima određeni učinak na kraće kablove (ispod 30 metara), ali ponekad efekat nije idealan , kao što je prikazano na slici 6(c).
2) Instalirajte dv/dt filter na izlaznom kraju frekventnog pretvarača: Ova mjera je pogodna za slučajeve kada je dužina kabla manja od 300 metara, a cijena je nešto viša od cijene reaktora, ali je efekat bio značajno poboljšana, kao što je prikazano na slici 6(d).
3) Instalirajte sinusni filtar na izlaz frekventnog pretvarača: ova mjera je najidealnija.Zato što se ovdje PWM impulsni napon mijenja u sinusni napon, motor radi pod istim uvjetima kao i napon frekvencije struje, a problem vršnog napona je u potpunosti riješen (bez obzira koliko je dugačak kabel, bit će nema vršnog napona).
4) Instalirajte apsorber vršnog napona na sučelju između kabla i motora: nedostatak prethodnih mjera je što kada je snaga motora velika, reaktor ili filter ima veliku zapreminu i težinu, a cijena je relativno visoko.Osim toga, reaktor I filter i filter će uzrokovati određeni pad napona, koji će utjecati na izlazni moment motora.Upotreba apsorbera vršnog napona pretvarača može prevazići ove nedostatke.SVA apsorber napona napona koji je razvio 706 iz Druge akademije za aeronauku i industriju korporacije usvaja naprednu tehnologiju energetske elektronike i inteligentnu tehnologiju upravljanja, te je idealan uređaj za rješavanje oštećenja motora.Osim toga, SVA šiljasti apsorber štiti ležajeve motora.
Apsorber napona je novi tip uređaja za zaštitu motora.Paralelno povežite ulazne priključke za napajanje motora.
1) Krug za detekciju vršnog napona detektuje amplitudu napona na dalekovodu motora u realnom vremenu;
2) Kada veličina detektovanog napona premašuje postavljeni prag, kontrolisati kolo bafera vršne energije da apsorbuje energiju vršnog napona;
3) Kada je energija vršnog napona puna bafera vršne energije, ventil za kontrolu apsorpcije vršne energije se otvara, tako da se vršna energija u puferu ispušta u apsorber vršne energije, a električna energija se pretvara u toplinu energija;
4) Monitor temperature prati temperaturu apsorbera vršne energije.Kada je temperatura previsoka, ventil za kontrolu apsorpcije vršne energije je pravilno zatvoren kako bi se smanjila apsorpcija energije (pod pretpostavkom da se osigura zaštita motora), kako bi se spriječilo pregrijavanje apsorpcije vršnog napona i izazivanje oštećenja.oštećenja;
5) Funkcija strujnog kruga za apsorpciju ležaja je da apsorbira struju ležaja i zaštiti ležaj motora.
U poređenju sa prethodno navedenim du/dt filterom, sinusnim filterom i drugim metodama zaštite motora, vršni apsorber ima najveće prednosti male veličine, niske cene i jednostavne instalacije (paralelna instalacija).Posebno u slučaju velike snage, prednosti vršnog apsorbera u smislu cijene, zapremine i težine su vrlo istaknute.Osim toga, budući da je instaliran paralelno, neće doći do pada napona, a doći će do određenog pada napona na du/dt filteru i sinusnom filteru, a pad napona sinusnog filtera je blizu 10 %, što će uzrokovati smanjenje obrtnog momenta motora.
Odricanje od odgovornosti: Ovaj članak je reproduciran sa interneta.Sadržaj članka je samo u svrhu učenja i komunikacije.Air Compressor Network ostaje neutralan prema stavovima u članku.Autorsko pravo na članak pripada originalnom autoru i platformi.Ako postoji bilo kakvo kršenje, molimo kontaktirajte za brisanje