Моторот брзо се расипува, а инверторот делува како демон?Прочитајте ја тајната помеѓу моторот и инверторот во една статија!
Многу луѓе го открија феноменот на оштетување на инвертерот на моторот.На пример, во фабрика за пумпи за вода, во изминатите две години нејзините корисници често пријавуваа дека пумпата за вода е оштетена за време на гарантниот рок.Во минатото, квалитетот на производите на фабриката за пумпи беше многу сигурен.По истрагата, беше откриено дека овие оштетени пумпи за вода биле управувани од конвертори на фреквенција.
Појавата на конвертори на фреквенција донесе иновации во контролата на индустриската автоматизација и заштеда на енергија на моторот.Индустриското производство е речиси неразделно од фреквентните конвертори.Дури и во секојдневниот живот, лифтовите и климатизерите со инвертер станаа незаменливи делови.Конверторите на фреквенција почнаа да навлегуваат во секој агол на производството и животот.Сепак, конверторот на фреквенција носи и многу невидени проблеми, меѓу кои оштетувањето на моторот е еден од најтипичните феномени.
Многу луѓе го открија феноменот на оштетување на инвертерот на моторот.На пример, во фабрика за пумпи за вода, во изминатите две години нејзините корисници често пријавуваа дека пумпата за вода е оштетена за време на гарантниот рок.Во минатото, квалитетот на производите на фабриката за пумпи беше многу сигурен.По истрагата, беше откриено дека овие оштетени пумпи за вода биле управувани од конвертори на фреквенција.
Иако феноменот дека конверторот на фреквенцијата го оштетува моторот привлекува сè поголемо внимание, луѓето сè уште не го знаат механизмот на оваа појава, а камоли како да го спречат.Целта на оваа статија е да ги реши овие забуни.
Оштетување на инвертерот на моторот
Оштетувањето на инверторот на моторот вклучува два аспекта, оштетување на намотката на статорот и оштетување на лежиштето, како што е прикажано на слика 1. Овој вид на оштетување обично се случува во рок од неколку недели до десет месеци, а специфичното време зависи на марката на инверторот, марката на моторот, моќноста на моторот, носечката фреквенција на инверторот, должината на кабелот помеѓу инверторот и моторот и температурата на околината.Многу фактори се поврзани.Раното случајно оштетување на моторот носи огромни економски загуби за производството на претпријатието.Овој вид на загуба не е само трошок за поправка и замена на моторот, туку уште поважно, економска загуба предизвикана од неочекуван прекин на производството.Затоа, кога користите конвертор на фреквенција за возење на мотор, треба да се посвети доволно внимание на проблемот со оштетувањето на моторот.
Оштетување на инвертерот на моторот
Разликата помеѓу погонот на инвертер и погонот на индустриска фреквенција
За да го разберете механизмот зошто моторите со фреквенција на напојување се со поголема веројатност да се оштетат при погон на инвертерот, прво разберете ја разликата помеѓу напонот на моторот со инвертер и напонот на фреквенцијата на напојувањето.Потоа дознајте како оваа разлика може негативно да влијае на моторот.
Основната структура на фреквентниот конвертор е прикажана на слика 2, вклучувајќи два дела, колото на исправувачот и колото на инверторот.Колото на исправувачот е излезно коло со еднонасочен напон, составено од обични диоди и кондензатори за филтри, а колото на инвертерот го претвора DC напонот во бранова форма на модулирана напонска ширина на пулсот (PWM напон).Затоа, напонската бранова форма на моторот управуван од инвертер е импулсна бранова форма со различна ширина на пулсот, наместо бранова форма на напон на синусен бран.Возењето на моторот со пулсен напон е основната причина за лесното оштетување на моторот.
Механизам на оштетување на инверторот Намотување на моторот на статорот
Кога пулсниот напон се пренесува на кабелот, ако импедансата на кабелот не се совпаѓа со импедансата на оптоварувањето, ќе се појави рефлексија на крајот на товарот.Резултатот од рефлексијата е дека инцидентниот бран и рефлектираниот бран се надредени за да формираат поголем напон.Неговата амплитуда може да достигне најмногу два пати поголем од DC напонот на магистралата, што е околу три пати поголем од влезниот напон на инвертерот, како што е прикажано на слика 3. Прекумерниот врвен напон се додава на серпентина на статорот на моторот, предизвикувајќи напонски удар на серпентина , а честите пренапонски удари ќе предизвикаат предвремено откажување на моторот.
Откако моторот управуван од конверторот на фреквенцијата е под влијание на максималниот напон, неговиот вистински животен век е поврзан со многу фактори, вклучувајќи температура, загадување, вибрации, напон, фреквенција на носач и процес на изолација на серпентина.
Колку е поголема носечката фреквенција на инвертерот, толку е поблиску брановиот облик на излезната струја до синусниот бран, што ќе ја намали работната температура на моторот и ќе го продолжи животниот век на изолацијата.Меѓутоа, поголемата фреквенција на носителот значи дека бројот на напоните на скокови генерирани во секунда е поголем, а бројот на удари на моторот е поголем.Слика 4 го прикажува животниот век на изолацијата како функција од должината на кабелот и фреквенцијата на носачот.Од сликата може да се види дека за кабел од 200 стапки, кога фреквенцијата на носачот е зголемена од 3 kHz на 12 kHz (промена од 4 пати), животниот век на изолацијата се намалува од околу 80.000 часа на 20.000 часа (разлика од 4 пати).
Влијание на фреквенцијата на носачот врз изолацијата
Колку е поголема температурата на моторот, толку е пократок животниот век на изолацијата, како што е прикажано на слика 5, кога температурата се зголемува до 75°C, животниот век на моторот е само 50%.За мотор управуван од инвертер, бидејќи напонот PWM содржи повеќе високофреквентни компоненти, температурата на моторот ќе биде многу повисока од онаа на напонскиот погон на фреквенција на напојување.
Механизам за оштетување на моторното лежиште на инверторот
Причината поради која фреквентниот конвертор го оштетува лежиштето на моторот е тоа што низ лежиштето тече струја, а оваа струја е во состојба на наизменична врска.Колото за наизменична врска ќе генерира лак, а лакот ќе го изгори лежиштето.
Постојат две главни причини за струјата што тече во лежиштата на моторот со наизменична струја.Прво, индуцираниот напон генериран од нерамнотежата на внатрешното електромагнетно поле и второ, патеката на струјата со висока фреквенција предизвикана од залутаниот капацитет.
Магнетното поле во идеалниот асинхрон мотор со наизменична струја е симетрично.Кога струите на трифазните намотки се еднакви и фазите се разликуваат за 120°, нема да се индуцира напон на вратилото на моторот.Кога излезниот напон на PWM од инвертерот предизвикува магнетното поле во моторот да биде асиметрично, ќе се индуцира напон на вратилото.Опсегот на напон е 10~30V, што е поврзано со напонот на возење.Колку е поголем погонскиот напон, толку е поголем напонот на вратилото.високо.Кога вредноста на овој напон ја надминува диелектричната јачина на маслото за подмачкување во лежиштето, се формира струјна патека.Во одреден момент за време на ротацијата на вратилото, изолацијата на маслото за подмачкување повторно ја запира струјата.Овој процес е сличен на процесот на вклучување-исклучување на механички прекинувач.Во овој процес, ќе се генерира лак, кој ќе ја отстрани површината на вратилото, топката и садот на вратилото, формирајќи јами.Доколку нема надворешни вибрации, малите дупчиња нема да имаат преголемо влијание, но доколку има надворешни вибрации ќе се создадат жлебови што има големо влијание врз работата на моторот.
Покрај тоа, експериментите покажаа дека напонот на вратилото е исто така поврзан со основната фреквенција на излезниот напон на инвертерот.Колку е помала основната фреквенција, толку е поголем напонот на вратилото и посериозно е оштетувањето на лежиштето.
Во раната фаза на работа на моторот, кога температурата на маслото за подмачкување е ниска, опсегот на струјата е 5-200 mA, толку мала струја нема да предизвика никакво оштетување на лежиштето.Меѓутоа, кога моторот работи одреден временски период, како што се зголемува температурата на маслото за подмачкување, максималната струја ќе достигне 5-10 А, што ќе предизвика превртување и ќе формира мали јами на површината на компонентите на лежиштето.
Заштита на намотките на статорот на моторот
Кога должината на кабелот надминува 30 метри, современите конвертори на фреквенција неизбежно ќе генерираат скокови на напон на крајот на моторот, со што ќе се скрати животниот век на моторот.Постојат две идеи за да се спречи оштетување на моторот.Едниот е да се користи мотор со поголема изолација на намотување и диелектрична јачина (обично наречен мотор со променлива фреквенција), а другиот е да се преземат мерки за намалување на максималниот напон.Првата мерка е погодна за новоизградени проекти, а втората мерка е погодна за трансформација на постоечки мотори.
Во моментов, најчесто користените методи за заштита на моторот се како што следува:
1) Инсталирајте реактор на излезниот крај на фреквентниот конвертор: оваа мерка е најчесто користена, но треба да се забележи дека овој метод има одреден ефект врз пократките кабли (под 30 метри), но понекогаш ефектот не е идеален , како што е прикажано на Слика 6(в) прикажано.
2) Инсталирајте филтер dv/dt на излезниот крај на фреквентниот конвертор: оваа мерка е погодна за прилики кога должината на кабелот е помала од 300 метри, а цената е малку повисока од онаа на реакторот, но ефектот е значително подобрено, како што е прикажано на Слика 6(г).
3) Инсталирајте филтер за синусен бран на излезот од конверторот на фреквенцијата: оваа мерка е најидеална.Бидејќи овде, пулсниот напон на PWM се менува во напон на синусен бран, моторот работи под исти услови како и напонот на фреквенцијата на моќност, а проблемот со врвниот напон е целосно решен (колку и да е долг кабелот, ќе има без врвен напон) .
4) Инсталирајте апсорбер на врвен напон на интерфејсот помеѓу кабелот и моторот: недостатокот на претходните мерки е што кога моќноста на моторот е голема, реакторот или филтерот имаат голем волумен и тежина, а цената е релативно високо.Покрај тоа, реакторот И филтерот и филтерот ќе предизвикаат одреден пад на напонот, што ќе влијае на излезниот вртежен момент на моторот.Користењето на апсорберот на врвниот напон на инвертерот може да ги надмине овие недостатоци.Апсорберот на напонски скок SVA развиен од 706 на Втората академија за воздухопловна наука и индустрија усвојува напредна технологија за електроника за напојување и технологија за интелигентна контрола и е идеален уред за решавање на оштетувањата на моторот.Покрај тоа, SVA апсорберот на шилци ги штити лежиштата на моторот.
Апсорберот на напонски напон е нов тип на уред за заштита на моторот.Паралелно поврзете ги влезните терминали на моторот.
1) Колото за откривање на врвен напон ја детектира амплитудата на напонот на далноводот на моторот во реално време;
2) Кога големината на откриениот напон го надминува зададениот праг, контролирајте го тампон-колото за врвна енергија за да ја апсорбира енергијата на максималниот напон;
3) Кога енергијата на максималниот напон е полна со максималниот тампон на енергија, контролниот вентил за апсорпција на врвната енергија се отвора, така што максималната енергија во тампонот се испушта во апсорберот на максималната енергија, а електричната енергија се претвора во топлина енергија;
4) Температурниот монитор ја следи температурата на апсорберот на максималната енергија.Кога температурата е превисока, контролниот вентил за апсорпција на максималната енергија е правилно затворен за да се намали апсорпцијата на енергија (под премисата да се осигура дека моторот е заштитен), за да се спречи прегревање на апсорберот на максималниот напон и предизвикување штета.оштетување;
5) Функцијата на колото за апсорпција на струјата на лежиштето е да ја апсорбира струјата на лежиштето и да го заштити лежиштето на моторот.
Во споредба со гореспоменатиот du/dt филтер, филтерот со синусен бран и другите методи за заштита на моторот, врвниот апсорбер ги има најголемите предности: малата големина, ниската цена и лесната инсталација (паралелна инсталација).Особено во случај на голема моќност, предностите на врвниот апсорбер во однос на цената, волуменот и тежината се многу истакнати.Дополнително, бидејќи е инсталиран паралелно, нема да има пад на напон, а ќе има одреден пад на напонот на филтерот du/dt и филтерот за синусен бран, а падот на напонот на филтерот за синусен бран е блиску до 10 %, што ќе предизвика намалување на вртежниот момент на моторот.
Одрекување: Оваа статија е репродуцирана од Интернет.Содржината на статијата е само за учење и комуникација.Мрежата со воздушни компресори останува неутрална за ставовите во статијата.Авторските права на статијата припаѓаат на оригиналниот автор и на платформата.Ако има некаков прекршок, ве молиме контактирајте за да избришете