Běžné poruchy a opatření údržby invertorového motoru

1 Charakteristika invertorového motoru

1.1 Elektromagnetické provedení

U běžných asynchronních motorů jsou hlavními výkonnostními parametry uvažovanými při návrhu invertorových motorů přetížitelnost, startovací výkon, účinnost a účiník.

Pokud jde o invertorový motor, protože kritická rychlost ztlumení je nepřímo úměrná frekvenci napájení, může se spustit přímo, když se kritická rychlost ztlumení blíží 1.

Přetížitelnost a startovací výkon tedy není třeba příliš zvažovat, ale klíčový problém, který je třeba vyřešit, je, jak zlepšit adaptabilitu motoru na nesinusové napájení.

Nejprve co nejvíce snižte odpor statoru a rotoru.

Snížením odporu statoru lze snížit základní spotřebu mědi, aby se kompenzovalo zvýšení spotřeby mědi způsobené vyššími harmonickými [3].

Za druhé, pro potlačení vysokých harmonických v proudu je třeba přiměřeně zvýšit indukčnost motoru.

Odpor svodu štěrbiny rotoru je však větší a jeho povrchový efekt je také větší a zvyšuje se vysoká spotřeba harmonické mědi.

Velikost svodového odporu motoru by proto měla brát v úvahu přiměřenost impedančního přizpůsobení v celém rozsahu regulace otáček.

Kromě toho je hlavní magnetický obvod invertorového motoru obecně navržen tak, aby byl nenasycený, je třeba vzít v úvahu, že vysoké harmonické prohloubí saturaci magnetického obvodu.

Druhým je vzít v úvahu, že výstupní napětí invertoru bude při nízké frekvenci patřičně zvýšeno, aby se zlepšil výstupní moment.

1.2 Návrh konstrukce

Konstrukce konstrukce zohledňuje především nesinusové výkonové charakteristiky izolační struktury invertorového motoru, vibrace, režim chlazení hluku atd.

Za prvé, na úrovni izolace, obecně třídy F nebo vyšší, zesilte izolaci vůči zemi a izolační pevnost vedení, zejména s ohledem na schopnost izolace odolat rázovému napětí.

Pokud jde o vibrace a hluk motoru, měli bychom plně zvážit tuhost součástí motoru a celku a pokusit se co nejlépe zlepšit jeho vlastní frekvenci, abychom se vyhnuli rezonančnímu jevu s každou silovou vlnou.

Obecně se používá chlazení nucenou ventilací, tj. ventilátor chlazení hlavního motoru je poháněn nezávislým motorem [4].

U motorů s výkonem nad 160 kW by měla být přijata opatření na izolaci ložisek, a to především proto, že je snadné vytvořit asymetrii magnetického obvodu, která také generuje proud na hřídeli, a když proudy generované jinými vysokofrekvenčními součástmi působí společně.

Hřídelový proud se značně zvýší, což povede k poškození ložisek, proto se obecně přijímají izolační opatření.

Kromě toho u invertorového motoru s konstantním výkonem, když otáčky překročí 3000/min, by se mělo použít speciální mazivo s vysokou teplotní odolností pro kompenzaci nárůstu teploty ložiska.

2 Běžná diagnostika závad motoru frekvenčního měniče, zkorodovaná svorka baterie

2.1 Zkrat a částečné vybití, spálená pojistka

Otočný zkrat a částečný výboj jsou běžnějšími formami poruchy typu izolace motoru měniče proudu, u kterých se otočný zkrat obecně projevuje jako rozsáhlá oblast poškození jedné z cívek motoru.

Částečný výboj se koncentruje v cívce motoru. Vzhled je dobrý, ale izolační odpor se ukázal jako nulový.

V tomto okamžiku je izolační systém motoru ovlivněn poškozením nejen jediným faktorem, ale místním výbojem, místním ohřevem média a dalšími faktory.

Lokální vybíjení: V současné době je při provozu střídačů o malé a střední kapacitě běžné volit použití technologie pulzně šířkové modulace výkonových zařízení IGBT.

Komponenty vzájemně tvoří zařízení pro regulaci rychlosti PWM, které může poskytovat vysoké špičky, vlna má strmou přední charakteristiku, zatímco její modulační frekvence je vysoká, takže dopad poškození izolace je vážnější.

Lokální dielektrické vytápění:

Pokud síla elektrického pole E v motoru výrazně překročí kritickou hodnotu izolace, pak bude stupeň ztráty dielektrika také stále vážnější.

Zejména v situaci rostoucí frekvence se bude také zvyšovat částečný výboj a následně generovat teplo, což nevyhnutelně přinese závažnější svodový proud a další problémy [1].

Postupem času to nejenže povede ke zvýšení ztráty na jednotku objemu, ale také nárůst teploty motoru bude nadále stoupat, což vždy povede k rychlejšímu a rychlejšímu stárnutí izolace.

Cyklické střídavé napětí:

způsob napájení měniče PWM může být motor měniče přímo brzděn různými způsoby poskytovanými měničem při jeho uvedení do provozu.

Izolace motoru vlivem cyklického střídavého namáhání stárne stále rychleji v celé jeho izolaci.

Vzhledem k tomu, že konstrukční propojení v rané fázi nebere v úvahu elektrickou a mechanickou integritu, proces stárnutí rychlosti motoru se bude nadále zvyšovat.

2.2 Poškození ložisek, nadměrné vibrace

V kombinaci s účinkem invertorového pohonného systému PWM při uvedení do formálního provozu bude problém poškození ložisek celého invertorového motoru stále vážnější a dokonce často dojde k poškození ložisek, nadměrným vibracím a dalším problémům.

Invertorový motor o výkonu 690 kW ve vysokorychlostním závodě na výrobu válcovaných drátů začal mít vážné vibrace a další problémy již za 3 měsíce po uvedení do provozu.

Pro problém s odstraňováním závad a údržbou byl motor rozebrán off-line a bylo zjištěno, že povrch ložisek měl více míst pálení, přičemž tato místa pálení byla také více patrná a důvodem bylo to, že ložiska motoru byla vážně poškozeno nárazem hřídelového proudu v důsledku vysokého setrvačného zatížení.

2.3 Kolísání proudu kolem svorek baterie

V kombinaci s příkladem analýzy studená válcovna v rámci stávajícího systému invertorových motorů 250 kW/400 V/430A v provozu neustále pálí problémy se selháním zařízení v přetížení motoru.

Při generální opravě měniče byl předem a podle výsledků testu proveden U/F řídicí test naprázdno na motoru VFD.

Bylo zjištěno, že elektromotor vykazoval abnormální proud v rozsahu 7 až 30 Hz, a co je důležitější, amplituda třífázového proudu měla zjevné oscilace, přičemž nejvyšší amplituda oscilačního proudu dosahovala 700 A.

Poté, co se objevil problém s poruchou, příslušní generální opraváři okamžitě zaměřili stávající Podle výsledků testů bylo zjištěno, že elektromotory a měniče ve stejném frekvenčním rozsahu byly nestabilní a další problémy [2].

V blízkosti pracovní frekvence je stav elektromotoru stabilnější, ale pokud je frekvence na 40 Hz, zejména v rozsahu 20 až 30 Hz, proud elektromotoru bude kmitat s cyklem asi 10 až 20 Hz, a pokud bude špičkový výkon při tato doba je příliš vysoká pro přebytečné teplo, pak bude vážně ovlivněn celý provozní stav elektromotoru.

Abychom analyzovali situaci, pro asynchronní motor, pokud je ve stavu nulové rychlosti rozdílu, pak jeho přechodné kladné a záporné změny točivého momentu budou mít nestabilní faktory.

Ještě důležitější je, že pulzace točivého momentu pod měničem a přechodná změna U/F způsobí zřetelnější kolísání točivého momentu, které se může stát vibracemi a dokonce i nepřetržitými vibracemi.

V této situaci existuje určitá korelace mezi pulzací točivého momentu a harmonickým proudem a dalšími faktory.

Pokud invertorový motor pracuje v nestabilním stavu, je důležité nemyslet si jednoduše, že je problém s motorem nebo měničem, ale provést komplexní analýzu obojího podle parametrů elektromotoru i invertor, aby bylo možné u moderních pohonů provést rozumné posouzení závady.

3 opatření pro údržbu poruchy motoru měniče

Použití invertorového motoru se stává stále více rozšířeným, pro opravy invertorového motoru je třeba přijmout účinná opatření pro charakteristiky invertorového motoru, aby byla zajištěna normální kvalita napájení invertorového motoru.

3.1 Požadavky na údržbu motoru s frekvenčním měničem

Motory VFD, tj. motory s proměnnou frekvencí jsou obecně vybírány jako 4-stupňové motory, pracovní bod základní frekvence je navržen na 50 Hz, frekvence 0-50 Hz (rychlost 0-1480 ot/min), rozsah motoru pro provoz s konstantním momentem, frekvence 50-100 Hz ( otáčky 1480-2800r/min) rozsah elektromotoru pro provoz s konstantním výkonem.

Celý rozsah otáček (0-2800 ot./min.) v zásadě splňuje požadavky na obecné výstupní zařízení pohonu, jeho pracovní vlastnosti a stejnosměrný motor s regulací otáček, plynulou a stabilní regulaci rychlosti.

V případě konstantního rozsahu otáček otáček pro zvýšení výstupního krouticího momentu a příkonu lze zvolit také 6-stupňový nebo 8-stupňový motor, ale velikost elektromotoru je relativně větší [5].

Protože elektromagnetická konstrukce frekvenčně řízeného motoru využívá flexibilní návrhový software CAD, lze návrhový bod základní frekvence motoru zdroje napájení kdykoli upravit.

Můžeme přesně simulovat hlavní příčinu provozních charakteristik motoru v každém bodě základní frekvence na počítači, a tím také rozšířit rozsah otáček motoru s konstantním momentem a podle skutečných pracovních podmínek elektromotoru.

Můžeme zvýšit výkon motoru v rámci stejného čísla sedadla a také výstupní točivý moment elektromotoru lze zvýšit na základě stejného měniče, aby vyhovoval konstrukci a výrobě elektromotoru v nejlepším stavu za různých pracovních podmínek podmínky s vybavením.

Motory s proměnnou frekvencí mohou být vybaveny přídavnými enkodéry rychlosti, aby bylo dosaženo výhod vysoké přesnosti řízení rychlosti a polohy a rychlé dynamické odezvy.

Elektromotor může být také vybaven speciální stejnosměrnou (nebo střídavou) brzdou pro dosažení rychlého, účinného, ​​bezpečného a spolehlivého brzdného výkonu.

Díky nastavitelnému provedení frekvenčně řízených motorů jsme schopni vyrobit i různé rychloběžné motory pro zachování charakteristiky konstantního momentu při vysokých otáčkách, které do určité míry nahrazují původní středofrekvenční motory a za nízké ceny.

Frekvenčně proměnný hnací motor pro třífázový střídavý synchronní nebo asynchronní motor, podle výstupního napájení měniče má třífázové 380V nebo třífázové 220V.

Takže napájecí zdroj motoru má také tři fáze 380V nebo třífázové 220V různé rozdíly, obecně pod 4KW měnič pouze třífázové 220V.

Protože hnacímu motoru s proměnnou frekvencí je třeba přiřadit základní frekvenční bod (nebo inflexní bod), aby se rozdělily různé oblasti regulace rychlosti konstantního výkonu a oblasti regulace rychlosti konstantního momentu měniče.

Proto je velmi důležité nastavení bodu základní frekvence měniče a bodu základní frekvence motoru měniče.

3.2 Zlepšit izolační vlastnosti

Díky rozumnému použití smaltovaného drátu odolného vůči koroně je výhodné vhodně zvýšit vrstvu síto laku.

Prostřednictvím aplikace kvantové chemické technologie mohou být chemické materiály používané pro stínění přímo zapojeny do kondenzační reakce polymeru na bázi laku jako hlavního materiálu laku, aby bylo zajištěno, že vysokofrekvenční impulzně odolné napětí může být rychle rozptýleno. stejně jako proces rozpouštění, aby se zlepšila celková korónová odolnost laku.

Izolační materiál nádrže je vyroben z několika různých směsí, jako je NHN a F-grade DMD, které nejsou odolné vůči koroně kvůli svým silným organickým vlastnostem. Na základě toho je zvolen nový typ štěrbinové izolace obsahující slídu.

Přídavek slídy pomáhá zlepšit odolnost vůči koroně.

Z hlediska mezifázové izolace by měl být zvolen typ výrobku s polyesterovým rounem na povrchu.

Tento typ výrobku má zjevné výhodné vlastnosti z hlediska absorpce pryskyřice ve srovnání s jinými materiály a přispívá k vytvoření účinného spojení s drátem.

Proces impregnace byl vždy jedním z nejdůležitějších procesů při generálních opravách invertorových motorů a nejdůležitějším bodem je zabránit zatékání pryskyřice a uvolněnému spojení.

Obvykle zvolit použití VPI k ošetření, nebo po ošetření VPI, může být vhodné zvýšit proces impregnace, což vede k včasné eliminaci vzduchových bublin, a neustále zaplňovat vzduchovou mezeru ve vinutí, ale také zlepšit elektrické a mechanická pevnost vinutí, aby bylo zajištěno, že jeho vlastní tepelná odolnost a odolnost proti nečistotám bude posílena.

Pokud to podmínky dovolují, lze ošetření provést UV ohřevem a proudovým sušením, čímž lze dosáhnout dobrých výsledků.

Kromě toho je třeba poznamenat, že v celém procesu generální opravy invertorového motoru se vyvarujte způsobení zkratu a dalších problémů, abyste zajistili, že ložiska motoru a další části sestavy mohou splňovat základní požadavky na přesnost, snažte se vyhnout vážnému místnímu zahřívání a další problémy způsobené ztrátou vířivých proudů, jinak to nutně ovlivní izolační výkon motoru.

3.3 Eliminujte vliv proudu hřídele

Aby bylo zajištěno, že proud hřídelí lze snížit na neškodnou úroveň, je obvykle nutné zajistit, aby proud hřídelí byl řízen na 0,4 A/mm2 nebo 0,35 mV nebo méně.

Na základě toho by měla být přijata cílená protiopatření k eliminaci nepříznivých vlivů hřídelového proudu s přihlédnutím ke konkrétnímu prostředí a typu použití motoru.

Potlačení harmonických složek napájení:

Chcete-li eliminovat vliv proudu na hřídeli, můžete pomocí rozumné aplikace systému řízení rychlosti napájení měniče přímo přidat filtr nebo použít podpůrné zařízení pro řízení rychlosti převodu frekvence, které přispívá ke snížení harmonických, ale také ke snížení proud na hřídeli a vibrace a další nepříznivé vlivy.

Opatření pro izolaci ložisek:

provést cílená izolační opatření, aby se ložiska vypořádala, ale také včas eliminovala nepříznivé účinky hřídelového proudu. Současná běžná metoda spočívá v uzemnění ložisek na straně zatížení motoru, izolaci ložisek na straně zatížení a dalších prostředků, použití konstrukce valivých ložisek.

Můžete si vybrat, zda chcete izolovat ložisko jako jednu z hlavních forem ložiska, nebo ve vnitřním kroužku ložiska, povrchu vnějšího kroužku a dalších částech, použití metody iontového nástřiku rovnoměrným nástřikem 50 až 100 mm izolační vrstvy.

Navíc, v závislosti na aktuální situaci, je také možné přidat pouzdro přímo do komory ložiska koncového krytu, přidat izolační vrstvu mezi pouzdro a koncový kryt a provést dobrou práci s upevněním vnitřního a vnějšího ložiska krytu .

Při použití konstrukce kluzného ložiska můžete přímo zvýšit podložku z epoxidové skleněné tkaniny v pevné poloze ložiska nebo v poloze vstupního a výstupního ropovodu, přidat spoje izolačních trubek atd., Pomocí těchto metod lze účinně eliminovat nepříznivé účinky hřídelového proudu.

Kromě výše uvedených metod můžeme také zvolit použití strategií, jako je monitorování vedení pro posílení izolace a zlepšení provozního prostředí motoru pro eliminaci hřídelových proudů.

Jedním slovem, bez ohledu na to, abyste se rozhodli použít jakoukoli metodu, podle charakteristik a požadavků skutečné situace, z mnoha hledisek, abyste dosáhli dobrých výsledků.

3.4 Zlepšit problém aktuální oscilace

Po dlouhodobých testech, shrnutích a analýzách, aby bylo zajištěno efektivní ošetření aktuálního problému kmitání a zároveň zlepšení nestability proudu.

Toho lze dosáhnout neustálým zvyšováním rotační setrvačnosti motoru nebo přenášením zátěže nebo také odpovídajícím zvyšováním kapacity napěťového měniče na stejnosměrné straně, což přispívá ke snížení dopadu kolísání napětí. V kombinaci s aktuálním stavem provozu PWM řízení invertoru.

Použití rychle spínaných komponent nebo přímé snížení frekvence PWM modulace pomůže vyhnout se kolísání výstupního napětí ovlivněného mrtvou zónou.

Chcete-li zlepšit problém s aktuální oscilací, můžete také použít motor s vysokou rychlostí ztlumení, pomocí proudové zpětné vazby atd., abyste zajistili, že situace vektorového řízení obvodu, jako je včasná zpětná vazba, s cílem zajistit zlepšení stabilita provozu invertorového motoru.

Vítejte, abyste se s námi podělili o další informace o elektromotorech v oblasti komentářů!

S jakýmkoliv dotazem ohledně elektromotoru se prosím obraťte na profesionální elektromotor výrobce v Čína jak následuje:

Motor Dongchun má širokou škálu elektrických motorů, které se používají v různých průmyslových odvětvích, jako je doprava, infrastruktura a stavebnictví.

Získejte rychlou odpověď.