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变频器对电机设备的影响

变频器对电机设备的影响

点击数:7470 次   录入时间:03-04 11:36:20   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础
首先,异步电动机的阻抗不尽理想,当电源频率较底时,电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次,普通异步电动机再转速降低时,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。所以,通常情况下2极的普通电机可在2065hz范围长期运行,4极的可在2575hz范围长期运行,6极的可在3085hz范围长期运行,8极的可在35100hz范围长期运行。如油田注聚站用于注聚泵排量控制的变频器经常会遇到当频率下调到25hz以下时,电机就不工作的问题。

(6)变频器对电网运行质量的影响

在高频冲击负载如电焊机、注水泵、注聚泵、输油泵、污水外输泵等较大功率启动频繁的场合,电压经常出现闪变;在油田一个泵站中,有几十台变频器等容性整流负载在工作时,电网的谐波非常大,对于电网运行质量有很严重的污染,对设备本身也有相当的破坏作用,轻则不能够连续正常运行,重则造成设备输入回路的损坏。

(7)变频器对电机漏电、轴电压与轴承电流的影响

高频pwm脉冲输入下,电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路,从而引起电机对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。漏电流主要是pwm三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过定子与机壳之间的等效电容csf产生。其大小与pwmdv/dt大小与开关频率大小有关,其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。另外,对于旧式电机,由于其绝缘材料差,又经过长期运行老化,有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。

轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、edm(electric discharge machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关,且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与pwm的上升时间tr有关,tr越小,dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高,轴承电流中的dv/dt电流成分越多。edm电流出现存在一定的偶然性,只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时,存储在电子转子对地电容crf(转子与机壳之间的等效电容)上的电荷(1/2 crf×urf)通过轴承等效回路rb(轴承对轴的电阻)cb(轴承油膜的电容)zb(非线性阻抗)对地进行火花式放电,造成轴承光洁度下降,降低使用寿命,严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容crf的大小。

对策措施与建议

对普通异步电动机来说,主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数,而在实施变频技术改造后,过载能力和启动性能不再需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,以及如何抑制电流中的高次谐波对电机的影响。应采取以下几项对策措施:

(1)在实施变频技术改造前,必须对电机进行绝缘性能的测试,要求要比标准电机高出一个等级。对于绝缘性能达不到要求的旧电机,建议采用新的变频专用电机进行改造。

(2)为避免或者减小环路电流,应尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线(pe变频器)一般与电机接地线(pe电机)连接在一个点,因此,必须尽可能加粗电机接地电缆线径,减小两者之间的电阻,同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆,保证良好接地。对于电潜泵这样的负载,接地阻抗ze电机可能小于ze变压器与ze变频器之和,容易形成地环流,建议断开ze变频器,抗干扰效果好。

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