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变频电机意外“损毁”!到底是啥在“作妖”?

发布来源:天津德芃科技集团有限公司  发布日期: 2022-12-02  访问量:135

变频驱动采用脉宽调制 (PWM) 控制电机输入电压和频率的技术。

当电源和负载存在时 当阻抗不匹配时,会产生反射。 电机端子处反射电压与入射电压叠加,出现瞬态过冲电压, 这将导致电机绕组绝缘击穿和计划外停机。

案例:集团企业使用由变频器控制的普通工频电机。电机意外损坏。变频器与电机之间的电缆长度为20m。以下是MDA 500测量结果。

案例:集团企业使用由变频器控制的普通工频电机。电机意外损坏。变频器与电机之间的电缆长度为20m。以下是MDA 500测量结果。

过冲电压有什么危害?

可能是过冲电压 击穿设备的绝缘,如电机的匝间绝缘。瞬态过电压的冲击可能不会立即中断设备。随着多次冲击的积累,设备可能会逐渐损坏,较终导致损坏。

变频电机,瞬态冲击电压-电机损坏

匝间绝缘:变频电机运行安全评价

1.由变频器供电的电机通常有过冲压。机端实际瞬态电压的冲击峰值取决于变频器、电缆长度等因素。

2.电机的匝间绝缘只能承受一定程度的冲击电压。

3.如果冲击电压超过电机的绝缘指标,电机将有损坏的风险。

电机端冲击电压的较大允许值 :

标准电机:根据相关电机标准 - IEC(GB)、NEMA。 特种电机:根据电机制造商的说明、检测报告等。

传统的过冲电压解决方案:电抗器、滤波器

原理:抑制过冲压

低通滤波器安装在变频器输出端。 变频器输出端,串联电抗器。 并联电机端RC阻抗。

案例:串联电抗器解决方案,Fluke MDA实测

无缝钢管厂:变频风机,变频器与电机之间的电缆长度约为10m。客户采用串联电抗器解决方案MDA判断其电机是否能安全运行。

MDA现场测量结果

结论:电机 OK,没问题。

案例:串联电抗器解决方案,Fluke MDA实测

无缝钢管厂:变频风机,变频器与电机之间的电缆长度约为10m。客户采用串联电抗器解决方案MDA判断其电机是否能安全运行。

MDA现场测量结果

结论:电机 OK,没问题。

目前, 电抗器、滤波器方法,建议作为特殊情况的解决方案,而不是基本和普遍的解决方案。

变频电机行业虽然采用电抗器和滤波器来降低冲击电压峰值,但已经实施了20年左右,但该方案也有一些负面影响:

这些附加装置增加了额外的能源损耗。显然,它与变频节能的初衷相冲突。 增加了变频驱动系统的成本。 附加以降低系统控制和运行的可靠性。

IEC/GB 较新标准:良好解决方案

原理:过电压与绝缘配合:

两者结合了电机端的冲击过电压和电机绕组的绝缘强度。

1、电机厂家

IEC标准 - 变频专用电机产品的冲击电压绝缘性能。(IVIC)标准化电机产品的冲击电压耐受性。

2、电机用户

根据现场机端的冲击电压特性,选择相应的IVIC等级电机。

案例:建议更换有损坏风险的电机

数据中心:由变频器驱动的380冷冻泵V、30kW普通工频电机(YE3 200L-4)。电缆长15m,已投运3年。

OF = 1.7 - 在这种环境下,普通工频定速电机有匝间绝缘损坏的风险 !

建议:采用变频器专用电机,冲击电压绝缘等级应严酷。

案例:建议更换有损坏风险的电机

数据中心:由变频器驱动的380冷冻泵V、30kW普通工频电机(YE3 200L-4)。电缆长15m,已投运3年。

OF = 1.7 - 在这种环境下,普通工频定速电机有匝间绝缘损坏的风险 !

建议:采用变频器专用电机,冲击电压绝缘等级应严酷。

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