發布日期:2022-10-09 點擊率:91
本課堂經常接到報告,就是變頻器驅動的電機,經過一段時間后,會出現軸承噪聲加大,溫度升高的現象。檢修時發現,這是由于軸承的表面受到損傷,變得凹凸不平所至,如圖1所示。
在我們接到的報告中,最嚴重的一個企業,電機每個月需要更換一次軸承,設備維護人員十分煩惱。
之所以發生這種現象,是由于變頻器驅動電機的電壓是PWM電壓,這種電壓會在電機中產生共模高頻電流,高頻電流通過雜散電容流過軸承。電流流過軸承時,由于軸桿與軸瓦之間的導電通路時通時斷,引起電火花(就象接觸式開關接通和斷開的瞬間產生的弧光一樣),電火花的燒蝕引起的。
軸承損傷的嚴重程度與軸承電流大小成正比。理論研究與實驗都表明,變頻器驅動電機的電壓越高,軸承電流越嚴重;變頻器輸出電壓的基波頻率越低,軸承電流越嚴重,變頻器的載波頻率越高,軸承電流越嚴重。
另外,變頻器與電機之間的電纜較長,這會在電機的電源輸入端產生了尖峰電壓。由于尖峰電壓的幅度更高,因此,會導致更加嚴重的軸承電流。當電纜較長時,如果不采取尖峰電壓抑制措施,會加劇軸承電流現象。
在變頻器輸出端安裝SWF正弦波濾波器和FMFO共模濾波器是解決軸承電流最有效的方法。變頻器的輸出端安裝了正弦波濾波器和射頻濾波器后,將電機驅動電壓從PWM波形轉變成正弦波電壓,使電機工作在與工頻電壓驅動相同的條件下,自然就消除了軸承電流。
單純用正弦波濾波器,雖然能夠大大減小軸承電流,但是并不能完全消除軸承電流。這是因為正弦波濾波器對高頻成份的衰減作用很有限,如圖2所示,正弦波電壓上有毛刺,這就是高頻成份。高頻成份通過電機中的雜散參數形成軸承電流。
要減小這種高頻共模電流,必須在正弦波濾波器的輸出端再安裝一臺射頻共模濾波器,射頻共模濾波器的功能是濾除變頻器輸出端高頻電流成份。
某石化廠,有6臺電機,由690的變頻器驅動。這些電機的軸承受到不同程度的損傷,最嚴重的一個月就呈現故障現象。2011年4月份,安裝了SWF濾波器和EMFO濾波器后,正常運行半年多沒有出現故障現象。
另外,有案例表明,SVA尖峰電壓吸收器對保護軸承也有明顯的效果。某個用戶,在安裝SVA之前,電機每個月要更換一次軸承,2011年6月份安裝SVA后,目前已經三個多月,沒有發現電機軸承的故障。
雖然SVA雖然設計成具有減小軸承電流的作用,但是效果這樣突出超出我們預料。這可能是因為SVA減小了尖峰電壓,從而明顯減小了軸承電流。
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