变频器对电机轴承的损伤及解决办法

发布日期:2022-11-28
变频器对电机轴承的损伤及解决办法

电工优优今天要和大家分享的变频器对电机轴承的损伤及解决办法相关信息,接下来我将从变频器对电机轴承的危害,变频器对电机轴承的影响,变频器对电机轴承发热的影响这几个方面来介绍。

变频器电机轴承的损伤及解决办法

永磁变频空压机电机使用频率在200HZ,是工业电标准频率50HZ的4倍,变频器驱动的电机,经过一段时间后,会出现轴承噪声加大,温度升高的现象。

检修时发现,这是由于轴承的表面受到损伤,变得凹凸不平所至。

这种现象是由于变频器驱动电机的电压是PWM电压,其会在电机中产生共模高频电流,高频电流通过杂散电容流过轴承。电流流过轴承时,引起电火花(就象接触式开关接通和断开的瞬间产生的弧光一样)的烧蚀引起的。最终使转轴和轴承烧毛或局部烧熔,伴随的是电动机噪声的加剧。

轴承损伤的严重程度与轴承电流大小成正比,变频器驱动电机的电压越高,轴承电流越严重;变频器输出电压的基波频率越低,轴承电流越严重,变频器的载波频率越高,轴承电流越严重。

另外,变频器与电机之间的电缆较长,这会在电机的电源输入端产生了尖峰电压。由于尖峰电压的幅度更高,因此,会导致更加严重的轴承电流。当电缆较长时,如果不采取尖峰电压抑制措施,会加剧轴承电流现象。

一体式的变频空压机在轴承浸泡在压缩机润滑油里,放电时高温电弧会产生燃烧的安全隐患,轴承坏损也会导致主机的坏损。

解决方案

选择合理的电机和变频器,使用交流电频率尽量贴近国际制式50HZ、60HZ,标准频率对电机来讲是安全的。

选择高配置的变频器,变频器有安装SWF正弦波滤波器和FMFO共模滤波器是解决轴承电流最有效的方法。变频器的输出端安装了正弦波滤波器和射频滤波器后,将电机驱动电压从PWM波形转变成正弦波电压,使电机工作在与工频电压驱动相同的条件下,自然就消除了轴承电流。

单纯用正弦波滤波器,虽然能够大大减小轴承电流,但是并不能完全消除轴承电流。这是因为正弦波滤波器对高频成份的衰减作用很有限,如图2所示,正弦波电压上有毛刺,这就是高频成份。高频成份通过电机中的杂散参数形成轴承电流。

要减小这种高频共模电流,必须在正弦波滤波器的输出端再安装一台射频共模滤波器,射频共模滤波器的功能是滤除变频器输出端高频电流成份。

虽然SVA虽然设计成具有减小轴承电流的作用,但是效果这样突出超出我们预料。这可能是因为SVA减小了尖峰电压,从而明显减小了轴承电流。 当电动机由变频器供电时,高次谐波分量使电压波形的畸变率和电源的零序分量变大(电网供电时,正弦畸变率不超过5%,电压的零序分量不超过正弦分量的1%),致使定子绕组中性点发生位移,因此轴电压较大。在磁通恒定的情况下,电动机的轴电压与转速、频率和功率成正比。

电机增加电刷接地将产生的电压分流出来。自从以绝缘栅双极晶体管( IGBT)为功率器件的脉宽调制(PWM)逆变器作为交流电动机的传动电源后,电动机上的轴电流问题变得日趋严重,这也使得轴承出现问题和损坏的概率增加,损坏的速度加快。而且具有高载波频率(大于12kHz)的IGBT逆变器导致电动机轴承的损害比低载波频率的逆变器更快。此时产生轴电流的主要原因是PWM逆变器输出在电气上的瞬时不平衡,及时释放轴电压显得实为重要。

绝缘安装电机不产生电流回路,防止轴电流事故的发生,在变频器供电的电动机的非负载侧轴承座和轴承架之间加垫绝缘板,以切断轴电流回路。

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