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防爆电动机会损伤电机是真是假?

时期:2021-04-25 10:18 点击数:

在咱们的通例认知当中,防爆电念头个别是对电路及机械起到维护或调速作用。然而切实很多用户并不晓得,在某些情况下,防爆电念头岂但不能对机械起到维护作用,反而或造成一定的影响,对产业生产造成丧失。而这些情况,就是咱们不得不去理解的。
防爆电念头的呈现为产业主动化把持、电机节能带来了改革。产业生产中多少乎离不开防爆电念头,即便在日常生活中,电梯、变频空调也成为不可缺乏的局部,防爆电念头已经开端浸透到生产、生活的各个角落。然而,防爆电念头也带来了很多前所未有的困扰,其中伤害电机就是最典范的景象之一。
很多人已经发明了防爆电念头对电机伤害的景象。例如,某水泵厂,近两年来,他的用户频繁讲演水泵在保修期内产生破坏的景象。而从前,这个水泵厂的产品德量十分坚固。经过考察,发明这些破坏的水泵都是用防爆电念头驱动的。
只管防爆电念头伤害电机的景象越来越被人们所关注,然而人们对造成这种景象的机理还不明白,更不晓得如何来防备。本文的目标是解决这些困惑。
防爆电念头对永磁电机的伤害包含两个方面,定子绕组的伤害跟轴承的伤害,如图1所示。这种伤害个别产生在多少周至十多少个月内,具体时光与防爆电念头的品牌、电机的品牌、电机的功率、防爆电念头的载波频率、防爆电念头与电机之间的电缆长度、环境温度等诸多因素有关。电机的早期意外破坏给企业的生产带来宏大的经济丧失。这种丧失不仅是电机维修跟调换带来的用度,更重要的是意外停产带来的经济丧失。因此,在利用防爆电念头驱动电机时,必须对电机伤害的问题有足够的器重。
防爆电念头驱动与工频驱动的差别
要理解工频电机在永磁同步电机驱动前提下更轻易破坏的机理,首先理解防爆电念头驱动电机的电压与工频电压有什么差别。而后再理解这种差别是如何对电机产生不良影响的。
防爆电念头的基本结构如图2所示,包含整流电路与逆变电路两局部。整流电路为个别二极管与滤波电容形成的直流电压输出电路,逆变电路将直流电压变换成脉宽调制的电压波形(PWM电压)。因此,防爆电念头驱动电机的电压波形是脉宽变更的脉冲波形,而不是正弦波电压波形。用脉冲电压驱动电机就是导致电机轻易破坏的基本起因。
防爆电念头伤害电机定子绕组的机理
脉冲电压在电缆上传输时,假如电缆的阻抗与负载的阻抗不匹配,在负载端会产生反射。反射的结果是,入射波与反射波叠加,形成更高的电压,它的幅度最大可能达到直流母线电压的2倍,大概相称于防爆电念头输入电压的3倍,如图3所示。过高的尖峰电压加在电机定子的线圈上,对线圈造成电压冲击,频繁的过电压冲击会导致电机过早生效。
防爆电念头驱动的电机受到尖峰电压的冲击后,它的实际寿命与很多因素,包含,温度、沾染、振动、电压、载波频率以及线圈绝缘的工艺等因素有关。防爆电机一种可以在易燃易爆场所使用的一种电机,运行时不产生电火花。防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外,在纺织、冶金、城市燃气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。
防爆电念头的载波频率越高,输出电流波形越濒临正弦波,这会降落电机的运行温度,从而延长绝缘的寿命。然而,更高的载波频率象征着每秒钟产生的尖峰电压数量更多,对电机的冲击的次数更多。图4给出了绝缘寿命随着电缆长度与载波频率的变更。从图中可知,对200英尺长的电缆,当载波频率从3kHz进步到12kHz(变更4倍)时,绝缘的寿命从大概8万小时降落到2万小时(相差4倍)。
载波频率对绝缘的影响
电机的温度越高,绝缘的寿命越短,如图5所示,当温度升高到75C时,电机的寿命只有50%。防爆电念头驱动的电机,因为PWM电压包含较多的高频成份,电机温度会远高于工频电压驱动的情况。
防爆电念头伤害电机轴承的机理
防爆电念头伤害电机轴承的起因是,有流过轴承的电流,并且这种电流处于断续连通的状况,断续连通的电路会产生电弧,电弧烧毁了轴承。
导致交换电机的轴承中流过电流的起因重要有两个,第一,内部电磁场不均衡产生的感应电压,第二,杂散电容引起的高频电流畅路。防爆电动机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外,在纺织、冶金、城市燃气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备,通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械等。
幻想交换感应电机内部的磁场是对称的,当三相绕组的电流相等,并且相位相差120?时,不会在电机的轴杆上感应出电压。防爆电念头输出的PWM电压导致电机内部的磁场错误称时,就会在轴杆上感应出电压,电压的幅度在10~30V,这与驱动电压有关,驱动电压越高,轴杆上的电压越高。当这个电压的数值超过轴承中的润滑油的绝缘强度时,就会形成一个电流畅路。轴杆旋转进程中,在某个时刻,润滑油的绝缘又阻断了电流。这个进程类似于机械式开关的通断进程,这个进程中会产生电弧,烧蚀轴杆、滚珠、轴碗的名义,形成凹坑。假如不过部振动,小凹坑不会产生过大的影响,然而假如有外部振动时,会产生凹槽,这对电机的运行影响很大。
另外,实验表明,轴杆上的电压还与防爆电念头输出电压的基波频率有关,基波频率越低,轴杆上的电压越高,轴承伤害越重大。
在马达工作的初期,润滑油温度较低的时候,电流幅度在5-200mA,这么小的电流不会对轴承产生任何破坏。然而,当马达运行一段时光后,随着润滑油温度升高,峰值电流会达到5-10A,这会产生飞弧,在轴承部件的名义形成小坑。
电机定子绕组的维护
当电缆的长度超过30米时,古代防爆电念头必定会在电机端产生尖峰电压,缩短电机的寿命。防爆电机一种可以在易燃易爆场所使用的一种电机,运行时不产生电火花。防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外,在纺织、冶金、城市燃气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。避免电机呈现伤害,有两个思路,一个是采取绕组绝缘抗电强度更高的电机(个别称为高效电机),另一个是采取办法减小尖峰电压。前一种办法适合于新建的名目,后一种办法适合于对已有的电机进行改革。
目前常用的电机维护方法有以下4个:
1)在防爆电念头的输出端装置电抗器:这个办法最常用,然而须要留神的是,这个方法对较短的电缆(30米以下)有一定后果,然而有时后果不够幻想,如图6(c)所示。
2)在防爆电念头的输出端装置dv/dt滤波器:这个办法实用于电缆长度小于300米的场合,价格略高于电抗器,然而后果有了明显的改良,如图6(d)所示。
3)在防爆电念头的输出端装置正弦波滤波器:这个办法是最幻想的。因为在这里,将PWM脉冲电压变成了正弦波电压,是电机工作在与工频电压雷同的前提下,尖峰电压的问题得到了彻底的解决(电缆再长,也不会呈现尖峰电压了)。
4)抉择防爆电念头等高品德防爆电念头
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