節能高效電機使用不合適的變頻器的機理

2021-08-30 15:22:36

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盡管人們越來越關注變頻器引起的節能高效電機損壞現象，但是這種現象的機理尚不清楚，更不用說如何預防了。

1.變頻器對電動機的損壞

變頻器對節能高效電機的損壞包括兩個方面：定子繞組損壞和軸承損壞。這種損壞通常發生在幾周到十個月以上。特定時間與許多因素有關，例如變頻器的品牌，電動機的品牌，電動機的功率，變頻器的載波頻率，變頻器和電動機之間的電纜長度以及環境溫度。電動機的早期意外損壞給企業的生產帶來了巨大的經濟損失。這種損失不僅是節能高效電機維護和更換的成本，而且是由于意外停機而造成的經濟損失。因此，在使用變頻器驅動節能高效電機時，必須充分注意節能高效電機的損壞問題。

2.變頻器與工頻變頻器的區別

為了了解變頻器驅動條件下工頻節能高效電機更容易損壞的機理，先應了解變頻器驅動的節能高效電機電壓與工頻電壓之間的差。然后了解這種差異如何對節能高效電機產生負面影響。

變頻器的基本結構包括整流電路和逆變電路。整流電路是由公共二極管和濾波電容器組成的直流電壓輸出電路。逆變器電路將直流電壓轉換為脈寬調制電壓波形（PWM電壓）。因此，變頻器驅動的節能高效電機的電壓波形為脈沖寬度變化的脈沖波形，而不是正弦波電壓波形。使用脈沖電壓驅動電機是電機損壞的根本原因。

3.變頻器損壞節能高效電機定子繞組的機理

如果電纜的阻抗與負載的阻抗不匹配，則當在電纜上傳輸脈沖電壓時，會在負載端發生反射。反射的結果是入射波和反射波疊加形成更高的電壓。反射波的較大振幅可以達到直流母線電壓的2倍，約為逆變器輸入電壓的3倍，如圖3所示。高峰值電壓被添加到電動機的定子線圈中，從而將對線圈造成電壓沖擊。頻繁的過電壓沖擊將導致節能高效電機過早故障。