Per i motori asincroni ordinari, i principali parametri prestazionali considerati nella progettazione dei motori inverter sono la capacità di sovraccarico, le prestazioni di avviamento, l'efficienza e il fattore di potenza.
Per quanto riguarda il motore dell'inverter, poiché il tasso di turndown critico è inversamente proporzionale alla frequenza di alimentazione, può avviarsi direttamente quando il tasso di turndown critico è vicino a 1.
Pertanto, la capacità di sovraccarico e le prestazioni di avviamento non necessitano di troppa considerazione, ma il problema chiave da risolvere è come migliorare l'adattabilità del motore all'alimentazione non sinusoidale.
Innanzitutto, ridurre il più possibile la resistenza dello statore e del rotore.
Riducendo la resistenza dello statore, il consumo fondamentale di rame può essere ridotto per compensare l'aumento del consumo di rame causato da armoniche più elevate [3].
In secondo luogo, per sopprimere le armoniche elevate nella corrente, è necessario aumentare adeguatamente l'induttanza del motore.
Tuttavia, la resistenza alle perdite della fessura del rotore è maggiore e anche il suo effetto pelle è maggiore e aumenta l'elevato consumo di rame armonico.
Pertanto, la dimensione della resistenza di dispersione del motore dovrebbe tenere conto della ragionevolezza dell'adattamento dell'impedenza nell'intero intervallo di regolazione della velocità.
Inoltre, il circuito magnetico principale del motore dell'inverter è generalmente progettato per essere insaturo, occorre considerare che le armoniche elevate approfondiranno la saturazione del circuito magnetico.
L'altro è considerare che la tensione di uscita dell'inverter verrà aumentata opportunamente a bassa frequenza per migliorare la coppia di uscita.
1.2 Progettazione della struttura
Progettazione della struttura, considerare principalmente anche le caratteristiche di potenza non sinusoidali della struttura di isolamento del motore dell'inverter, le vibrazioni, la modalità di raffreddamento del rumore, ecc.
Innanzitutto, nel livello di isolamento, generalmente di grado F o superiore, rafforzare l'isolamento verso terra e la resistenza dell'isolamento della linea, in particolare per considerare la capacità dell'isolamento di resistere alla tensione di shock.
Per quanto riguarda le vibrazioni e il rumore del motore, dovremmo considerare pienamente la rigidità dei componenti del motore e dell'insieme, e fare del nostro meglio per migliorare la sua frequenza intrinseca per evitare il fenomeno di risonanza con ciascuna onda di forza.
Generalmente viene utilizzato il raffreddamento a ventilazione forzata, ovvero la ventola di raffreddamento del motore principale è azionata da un motore indipendente [4].
Per i motori con potenza superiore a 160 KW è opportuno adottare misure di isolamento dei cuscinetti, soprattutto perché è facile che si formino asimmetrie del circuito magnetico, che genera anche corrente d'albero, e quando le correnti generate da altri componenti ad alta frequenza agiscono insieme.
La corrente dell'albero aumenterà notevolmente, causando danni ai cuscinetti, pertanto vengono generalmente adottate misure di isolamento.
Inoltre, per i motori con inverter a potenza costante, quando la velocità supera i 3000 giri/min, è necessario utilizzare un grasso speciale con resistenza alle alte temperature per compensare l'aumento di temperatura del cuscinetto.
2 Diagnosi dei guasti comuni del motore di conversione di frequenza, terminale della batteria corroso
2.1 Cortocircuito tra le svolte e scarica parziale, fusibile bruciato
Il cortocircuito giro-giro e la scarica parziale sono le forme più comuni di guasto di isolamento del motore dell'inverter, in cui il cortocircuito giro-giro si manifesta generalmente come un'ampia area danneggiata su una delle bobine del motore.
La scarica parziale è concentrata nell'avvolgimento del motore. L'aspetto è buono, ma la resistenza di isolamento è stata dimostrata pari a zero.
In questo momento, il danno influisce non solo su un singolo fattore, ma anche sulla scarica locale, sul riscaldamento del mezzo locale e su altri fattori.
Scarica locale: attualmente, nel funzionamento di inverter di piccola e media capacità, è comune scegliere di utilizzare la tecnologia di modulazione della larghezza di impulso del dispositivo di potenza IGBT.
I componenti costituiscono reciprocamente il dispositivo di controllo della velocità PWM in grado di fornire picchi imponenti, l'onda ha caratteristiche del fronte ripido, mentre la sua frequenza di modulazione è elevata, quindi l'impatto del danno arrecato all'isolamento è più grave.
Riscaldamento dielettrico locale:
Se l'intensità del campo elettrico E nel motore ha superato in modo significativo il valore critico di isolamento, anche il grado di perdita del dielettrico diventerà sempre più grave.
Soprattutto in situazioni di frequenza crescente, aumenterà anche la scarica parziale, generando quindi calore, che inevitabilmente porterà correnti di dispersione più gravi e altri problemi [1].
Nel corso del tempo, ciò non solo porterà ad un aumento della perdita per unità di volume, ma anche l'aumento della temperatura del motore continuerà ad aumentare, portando invariabilmente a un invecchiamento dell'isolamento sempre più rapido.
Sollecitazione ciclica alternata:
Con il metodo di alimentazione dell'inverter PWM, il motore dell'inverter può essere frenato direttamente in vari modi forniti dall'inverter quando viene messo in uso formale.
L'isolamento del motore invecchierà sempre più velocemente in tutto il suo isolamento sotto l'influenza di sollecitazioni cicliche alternate.
Poiché il collegamento di progettazione nella fase iniziale non tiene conto dell'integrità elettrica e meccanica, il processo di invecchiamento della velocità del motore continuerà ad aumentare.
2.2 Danni ai cuscinetti, vibrazioni eccessive
In combinazione con l'effetto del sistema di azionamento dell'inverter PWM quando messo in funzione formalmente, il problema dei danni ai cuscinetti dell'intero motore dell'inverter diventerà sempre più serio e spesso si verificheranno danni ai cuscinetti, vibrazioni eccessive e altri problemi.
Un motore inverter da 690 kW in un impianto di vergella ad alta velocità ha iniziato a presentare gravi vibrazioni e altri problemi in soli 3 mesi dalla messa in funzione.
Per il problema della ricerca guasti e della manutenzione, il motore è stato smontato fuori linea e si è constatato che la superficie dei cuscinetti presentava più punti di combustione, mentre questi punti di combustione erano anche più evidenti, e il motivo era che i cuscinetti del motore erano gravemente danneggiato a causa dell'impatto della corrente d'albero a causa degli elevati carichi di inerzia.
2.3 Oscillazione della corrente attorno ai terminali della batteria
In combinazione con l'esempio dell'analisi, un laminatoio a freddo all'interno del sistema esistente con motore inverter da 250 kW/400 V/430 A in funzione, ha continuato a bruciare problemi di guasto del dispositivo nel sovraccarico del motore.
Quando l'inverter è stato revisionato, è stato eseguito preventivamente un test di controllo V/F senza carico sul motore VFD e in base ai risultati del test.
Si è riscontrato che il motore elettrico mostrava una corrente anomala nell’intervallo da 7 a 30 Hz e, cosa più importante, l’ampiezza della corrente trifase presentava evidenti oscillazioni, con l’ampiezza della corrente di oscillazione più alta che raggiungeva i 700 A.
Dopo che si è verificato il problema del guasto, i revisori competenti hanno immediatamente preso di mira il problema esistente. Secondo i risultati dei test, è stato riscontrato che i motori elettrici e gli inverter nella stessa gamma di frequenza erano instabili e presentavano altri problemi [2].
Vicino alla frequenza di lavoro, lo stato del motore elettrico è più stabile, ma se la frequenza è a 40 Hz, soprattutto nell'intervallo da 20 a 30 Hz, la corrente del motore elettrico oscillerà con un ciclo da circa 10 a 20 Hz e se le prestazioni di picco a se questo tempo è troppo elevato per il calore in eccesso, l'intero stato operativo del motore elettrico ne risentirà seriamente.
Per analizzare la situazione, se il motore asincrono si trova nello stato di tasso di differenza pari a zero, i cambiamenti transitori di coppia positivi e negativi avranno fattori instabili.
Ancora più importante, la pulsazione della coppia sotto l'azionamento dell'inverter e la variazione transitoria di V/F causeranno una fluttuazione della coppia più evidente, che potrebbe trasformarsi in vibrazione e persino vibrazione continua.
In questa situazione esiste una certa correlazione tra la pulsazione della coppia e la corrente armonica e altri fattori.
Se il motore dell'inverter funziona in uno stato instabile, è importante non pensare semplicemente che ci sia un problema di guasto con il motore o l'inverter, ma condurre un'analisi completa di entrambi in base ai parametri del motore elettrico e alla inverter, in modo che sia possibile formulare una valutazione ragionevole del guasto per gli azionamenti moderni.
3 misure di manutenzione per guasti al motore dell'inverter
L'applicazione del motore inverter sta diventando sempre più diffusa, per la riparazione del motore inverter è necessario adottare misure efficaci per le caratteristiche del motore inverter, al fine di garantire il normale funzionamento della qualità della potenza del motore inverter.
3.1 Requisiti di manutenzione del motore a conversione di frequenza
I motori VFD, ovvero i motori con azionamento a frequenza variabile, sono generalmente selezionati come motori a 4 stadi, il punto operativo della frequenza di base è progettato a 50 Hz, frequenza 0-50 Hz (velocità 0-1480 giri/min) intervallo del motore per il funzionamento a coppia costante, frequenza 50-100 Hz ( velocità 1480-2800 giri/min) gamma di motore elettrico per il funzionamento a potenza costante.
L'intera gamma di velocità (0-2800 giri/min), soddisfa sostanzialmente i requisiti generali delle apparecchiature di uscita dell'azionamento, le sue caratteristiche di funzionamento e il motore di controllo della velocità CC, la regolazione della velocità regolare e stabile.
Se l'intervallo di velocità a coppia costante aumenta la coppia in uscita e la potenza in ingresso, è anche possibile scegliere un motore a 6 o 8 stadi, ma la dimensione del motore elettrico è relativamente maggiore [5].
Poiché la progettazione elettromagnetica del motore a frequenza controllata utilizza un software di progettazione CAD flessibile, il punto di progettazione della frequenza fondamentale del motore della fonte di alimentazione può essere regolato in qualsiasi momento.
Possiamo simulare accuratamente la causa principale delle caratteristiche operative del motore in ciascun punto di frequenza fondamentale sul computer, espandendo così anche la gamma di velocità a coppia costante del motore e in base alle effettive condizioni di funzionamento del motore elettrico.
Possiamo aumentare la potenza del motore all'interno dello stesso numero di posti, e anche la coppia di uscita del motore elettrico può essere aumentata sulla base dello stesso inverter per soddisfare la progettazione e la produzione del motore elettrico nelle migliori condizioni in varie condizioni di funzionamento condizioni dell'attrezzatura.
I motori di azionamento a frequenza variabile possono essere dotati di encoder di velocità aggiuntivi per ottenere i vantaggi di un controllo di velocità e posizione ad alta precisione e di una risposta dinamica rapida.
Il motore elettrico può anche essere dotato di uno speciale freno CC (o CA) per ottenere prestazioni di frenata rapide, efficaci, sicure e affidabili.
Grazie al design regolabile dei motori a frequenza controllata, possiamo anche produrre una varietà di motori ad alta velocità per mantenere le caratteristiche di coppia costante alle alte velocità, sostituendo in una certa misura i motori originali a media frequenza e a prezzi bassi.
Motore di azionamento a frequenza variabile per motore sincrono o asincrono CA trifase, a seconda dell'alimentazione in uscita dell'inverter è trifase 380 V o trifase 220 V.
Quindi anche l'alimentazione del motore presenta differenze diverse trifase 380 V o trifase 220 V, generalmente al di sotto di 4KW inverter solo trifase 220 V.
Poiché al motore di azionamento a frequenza variabile deve essere assegnato il punto di frequenza base dell'azionamento (o punto di flesso) per dividere la diversa area di regolazione della velocità di potenza costante e l'area di regolazione della velocità di coppia costante dell'inverter.
Pertanto, le impostazioni del punto di frequenza base dell'inverter e del punto di frequenza base del motore dell'inverter sono molto importanti.
3.2 Migliorare le prestazioni di isolamento
Attraverso l'uso ragionevole di filo smaltato resistente al corona, è vantaggioso aumentare adeguatamente lo strato di vernice dello schermo.
Attraverso l'applicazione della tecnologia chimica quantistica, i materiali chimici utilizzati per la schermatura possono essere direttamente coinvolti nella reazione di condensazione del polimero a base di vernice come materiale principale della vernice per garantire che la tensione resistente agli impulsi ad alta frequenza possa essere rapidamente dispersa nonché il processo di dissoluzione, in modo da migliorare l'intera resistenza corona della vernice.
Il materiale isolante del serbatoio è costituito da diverse miscele come NHN e DMD di grado F, che non sono resistenti al corona a causa delle loro forti caratteristiche organiche. Sulla base di ciò, viene scelto di utilizzare un nuovo tipo di isolamento delle fessure contenente mica.
L'aggiunta di mica aiuta a migliorare la resistenza alla corona.
Per quanto riguarda l'isolamento interfase è opportuno scegliere la tipologia di prodotto con velo di poliestere in superficie.
Questa tipologia di prodotti presenta evidenti caratteristiche vantaggiose in termini di assorbimento della resina rispetto ad altri materiali e favorisce la formazione di un efficace legame con il filo.
Il processo di impregnazione è sempre stato uno dei processi più importanti nella revisione dei motori inverter e il punto più importante è evitare il flusso di resina e collegamenti allentati.
Di solito si sceglie di utilizzare VPI per il trattamento, o dopo il trattamento VPI, può essere opportuno aumentare il processo di impregnazione, che favorisce l'eliminazione tempestiva delle bolle d'aria e riempire costantemente il traferro nell'avvolgimento, ma anche per migliorare l'elettricità e resistenza meccanica dell'avvolgimento, per garantire che la propria resistenza al calore e allo sporco venga rafforzata.
Se le condizioni lo consentono, il trattamento può essere effettuato mediante riscaldamento UV e metodo di essiccazione attuale, che può ottenere buoni risultati.
Inoltre, va notato che durante l'intero processo di revisione del motore dell'inverter, evitare di causare cortocircuiti e altri problemi, per garantire che i cuscinetti del motore e altre parti del gruppo possano soddisfare i requisiti di precisione di base, cercare di evitare un serio riscaldamento locale e altri problemi causati dalla perdita di correnti parassite, altrimenti è destinato a compromettere le prestazioni di isolamento del motore.
3.3 Eliminare l'impatto della corrente d'albero
Per garantire che la corrente dell'albero possa essere ridotta a un livello innocuo, solitamente è necessario garantire che la corrente dell'albero sia controllata a 0,4 A/mm2 o 0,35 mV o meno.
Sulla base di ciò, dovrebbero essere adottate contromisure mirate per eliminare gli effetti negativi della corrente d'albero, tenendo conto dell'ambiente specifico e del tipo di utilizzo del motore.
Soppressione delle armoniche di alimentazione:
Per eliminare l'impatto della corrente d'albero, attraverso l'applicazione ragionevole del sistema di controllo della velocità dell'alimentatore dell'inverter, è possibile aggiungere direttamente un filtro al suo interno o utilizzare il dispositivo di controllo della velocità di conversione della frequenza di supporto, che favorisce la riduzione delle armoniche, ma anche la riduzione la corrente dell'albero, le vibrazioni e altri effetti negativi.
Misure di isolamento dei cuscinetti:
adottare misure di isolamento mirate per trattare i cuscinetti, ma anche in tempo per eliminare gli effetti negativi della corrente d'albero. L'attuale metodo comune prevede la messa a terra del cuscinetto del lato carico del motore, l'isolamento del cuscinetto del lato non carico e altri mezzi, l'uso della struttura del cuscinetto volvente.
È possibile scegliere di isolare il cuscinetto come una delle forme principali del cuscinetto oppure nell'anello interno del cuscinetto, sulla superficie dell'anello esterno e in altre parti, utilizzando il metodo di spruzzatura ionica con spruzzo uniforme da 50 a 100 mm di strato isolante.
Inoltre, a seconda della situazione reale, è anche possibile aggiungere un manicotto direttamente alla camera dei cuscinetti del coperchio terminale, aggiungere uno strato isolante tra il manicotto e il coperchio terminale ed eseguire un buon lavoro di fissaggio dei cuscinetti del coperchio interno ed esterno. .
Quando si utilizza la struttura portante scorrevole, è possibile aumentare direttamente la piastra in tessuto di vetro epossidico nella posizione fissa del cuscinetto o nella posizione dell'oleodotto di ingresso e uscita, aggiungere giunti di tubi isolanti, ecc., Utilizzando questi metodi è possibile eliminare efficacemente il effetti negativi della corrente d'albero.
Oltre ai metodi sopra indicati, possiamo anche scegliere di utilizzare strategie come il monitoraggio delle linee per rafforzare l'isolamento e il miglioramento dell'ambiente operativo del motore per eliminare le correnti d'albero.
In una parola, non importa scegliere di utilizzare qualsiasi metodo, secondo le caratteristiche e le esigenze della situazione reale, da una serie di prospettive, per ottenere buoni risultati.
3.4 Migliorare l'attuale problema dell'oscillazione
Dopo test, riepiloghi e analisi a lungo termine, al fine di garantire il trattamento efficace dell'attuale problema di oscillazione e allo stesso tempo migliorare l'attuale instabilità.
Ciò può essere ottenuto aumentando continuamente l'inerzia rotazionale del motore o trasportando il carico, o anche aumentando adeguatamente la capacità lato CC dell'inverter di tensione, il che è favorevole a ridurre l'impatto delle fluttuazioni di tensione. In combinazione con lo stato attuale del funzionamento dell'inverter di controllo PWM.
L'uso di componenti a commutazione rapida o la riduzione diretta della frequenza di modulazione PWM contribuiranno ad evitare fluttuazioni nella tensione di uscita influenzata dalla zona morta.
Per migliorare il problema dell'oscillazione corrente, è anche possibile utilizzare il motore con un tasso di turndown elevato, utilizzando il feedback di corrente, ecc., per garantire che la situazione di controllo vettoriale del circuito, come un feedback tempestivo, al fine di garantire il miglioramento del stabilità del funzionamento del motore dell'inverter.
Benvenuti a condividere con noi ulteriori informazioni sui motori elettrici nell'area commenti!
Per qualsiasi domanda sul motore elettrico, contattare il motore elettrico professionale produttore In Cina come segue:
Salta al contenuto 
