Общие неисправности и меры по техническому обслуживанию инверторного двигателя

1 Характеристики инверторного двигателя

1.1 Электромагнитная конструкция

Для обычных асинхронных двигателей основными рабочими параметрами, учитываемыми при проектировании инверторных двигателей, являются перегрузочная способность, пусковые характеристики, КПД и коэффициент мощности.

Что касается инверторного двигателя, поскольку критическая скорость изменения обратно пропорциональна частоте источника питания, он может запускаться напрямую, когда критическая скорость изменения частоты близка к 1.

Таким образом, перегрузочная способность и пусковые характеристики не требуют особого внимания, но ключевая проблема, которую необходимо решить, заключается в том, как улучшить адаптируемость двигателя к несинусоидальному источнику питания.

Во-первых, максимально уменьшите сопротивление статора и ротора.

Уменьшая сопротивление статора, можно уменьшить основное потребление меди, чтобы компенсировать увеличение потребления меди, вызванное высшими гармониками [3].

Во-вторых, для подавления высоких гармоник тока необходимо соответствующим образом увеличить индуктивность двигателя.

Однако сопротивление утечки через паз ротора больше, и его скин-эффект также больше, а потребление меди с высокими гармониками увеличивается.

Поэтому величина сопротивления утечки двигателя должна учитывать целесообразность согласования импедансов во всем диапазоне регулирования скорости.

Кроме того, основная магнитная цепь инверторного двигателя обычно рассчитана на ненасыщение, следует учитывать, что высокие гармоники будут углублять насыщение магнитной цепи.

Во-вторых, следует учитывать, что выходное напряжение инвертора будет соответствующим образом увеличено на низкой частоте, чтобы улучшить выходной крутящий момент.

1.2 Конструкция конструкции

Конструкция конструкции, в основном, также учитывает несинусоидальные характеристики мощности изоляции двигателя инвертора, вибрацию, шумовой режим охлаждения и т. Д.

Прежде всего, на уровне изоляции, как правило, класса F или выше, усильте изоляцию по отношению к земле и поверните прочность изоляции линии, особенно учитывая способность изоляции выдерживать ударное напряжение.

Что касается вибрации и шума двигателя, мы должны полностью учитывать жесткость компонентов двигателя и всего в целом и изо всех сил стараться улучшить его собственную частоту, чтобы избежать явления резонанса с каждой силовой волной.

Как правило, используется принудительное вентиляционное охлаждение, т. е. вентилятор охлаждения главного двигателя приводится в действие независимым двигателем [4].

Меры по изоляции подшипников должны быть приняты для двигателей мощностью более 160 кВт, в основном потому, что легко создать асимметрию магнитной цепи, которая также генерирует ток на валу, и когда токи, генерируемые другими высокочастотными компонентами, действуют вместе.

Ток вала будет значительно увеличен, что приведет к повреждению подшипников, поэтому обычно принимаются меры по изоляции.

Кроме того, для инверторного двигателя с постоянной мощностью, когда скорость превышает 3000 об/мин, следует использовать специальную смазку с высокой термостойкостью, чтобы компенсировать повышение температуры подшипника.

2 Диагностика общей неисправности двигателя преобразования частоты, коррозия клеммы аккумулятора

2.1 Межвитковое короткое замыкание и частичный разряд, перегоревший предохранитель

Межвитковое короткое замыкание и частичный разряд являются наиболее распространенными формами повреждения изоляции двигателя с инвертором тока, при котором межвитковое короткое замыкание обычно проявляется в виде обширного повреждения одной из катушек двигателя.

Частичный разряд сосредоточен в обмотке двигателя. Внешний вид хороший, но сопротивление изоляции равно нулю.

В настоящее время на систему изоляции двигателя влияет повреждение не только одного фактора, но и местного разряда, локального нагрева среды и других факторов.

Локальный разряд: в настоящее время при работе инверторов малой и средней мощности обычно выбирают технологию широтно-импульсной модуляции силовых устройств IGBT.

Компоненты, входящие в состав устройства управления скоростью ШИМ, могут давать высокие пики, волна имеет крутые характеристики фронта, а ее частота модуляции высока, поэтому воздействие вреда, нанесенного изоляции, более серьезное.

Локальный диэлектрический нагрев:

Если напряженность электрического поля Е в двигателе значительно превысила критическое значение изоляции, то степень потерь диэлектрика также будет становиться все более серьезной.

Особенно в ситуации повышения частоты частичные разряды также будут увеличиваться, а затем выделять тепло, что неизбежно приведет к более серьезным токам утечки и другим проблемам [1].

Со временем это не только приведет к увеличению потерь на единицу объема, но и повышение температуры двигателя будет продолжать расти, неизменно приводя к все более и более быстрому старению изоляции.

Циклическое переменное напряжение:

Метод питания инвертора PWM, двигатель инвертора может быть напрямую заторможен различными способами, обеспечиваемыми инвертором, когда он официально используется.

Изоляция двигателя будет стареть все быстрее и быстрее по всей своей изоляции под воздействием циклических переменных нагрузок.

Поскольку звено конструкции на ранней стадии не учитывает электрическую и механическую целостность, процесс старения скорости двигателя будет продолжать увеличиваться.

2.2 Повреждение подшипника, чрезмерная вибрация

В сочетании с эффектом системы инверторного привода PWM при официальном вводе в эксплуатацию проблема повреждения подшипников всего инверторного двигателя будет становиться все более и более серьезной, и даже часто будут возникать повреждения подшипников, чрезмерная вибрация и другие проблемы.

Инверторный двигатель мощностью 690 кВт на высокоскоростном заводе по производству катанки начал испытывать серьезную вибрацию и другие проблемы всего через 3 месяца после ввода в эксплуатацию.

Для устранения неполадок и технического обслуживания двигатель был разобран в автономном режиме, и было обнаружено, что на поверхности подшипников было больше точек пригара, при этом эти пятна также были более очевидными, и причина этого заключалась в том, что подшипники двигателя были серьезно повреждены из-за воздействия тока вала из-за высоких инерционных нагрузок.

2.3 Колебания тока на клеммах аккумулятора

В сочетании с примером анализа, стан холодной прокатки с существующей системой инверторного двигателя 250 кВт / 400 В / 430 А в процессе эксплуатации постоянно сталкивается с проблемами отказа устройств при перегрузке двигателя.

При капитальном ремонте инвертора на двигателе ЧРП заранее и в соответствии с результатами испытаний было проведено испытание V/F-управления на холостом ходу.

Было обнаружено, что электродвигатель показывал аномальный ток в диапазоне от 7 до 30 Гц, и, что более важно, амплитуда трехфазного тока имела явные колебания, при этом максимальная амплитуда тока колебаний достигала 700 А.

После того, как возникла проблема с неисправностью, соответствующие ремонтники немедленно нацелились на существующую. По результатам испытаний было обнаружено, что электродвигатели и инверторы в одном диапазоне частот были нестабильны и другие проблемы [2].

Вблизи рабочей частоты состояние электродвигателя более стабильно, но при частоте 40 Гц, особенно в диапазоне от 20 до 30 Гц, ток электродвигателя будет колебаться с циклом от 10 до 20 Гц, и если пиковая производительность при это время слишком велико для избыточного тепла, это серьезно повлияет на все рабочее состояние электродвигателя.

Чтобы проанализировать ситуацию, для асинхронного двигателя, если он находится в состоянии нулевой скорости разности, то его переходные положительные и отрицательные изменения момента будут иметь неустойчивые факторы.

Что еще более важно, пульсация крутящего момента под инверторным приводом и переходное изменение V/F вызовут более очевидные колебания крутящего момента, которые могут стать вибрацией и даже непрерывной вибрацией.

В этой ситуации существует определенная корреляция между пульсацией крутящего момента и гармоническим током и другими факторами.

Если инверторный двигатель работает в нестабильном состоянии, важно не просто думать о неисправности двигателя или инвертора, а провести всесторонний анализ как по параметрам электродвигателя, так и по инвертор, чтобы можно было сделать разумную оценку неисправности для современных приводов.

3 меры по устранению неисправности инверторного двигателя

Применение инверторного двигателя становится все более и более распространенным, для ремонта инверторного двигателя необходимо принять эффективные меры по характеристикам инверторного двигателя, чтобы обеспечить нормальную работу инверторного двигателя с качеством электроэнергии.

3.1 Требования к техническому обслуживанию двигателя с преобразованием частоты

Двигатели VFD, т.е. двигатели с регулируемой частотой вращения, обычно выбираются 4-ступенчатыми двигателями, рабочая точка базовой частоты рассчитана на 50 Гц, частота 0–50 Гц (скорость 0–1480 об/мин), диапазон двигателя для работы с постоянным крутящим моментом, частота 50–100 Гц ( скорость 1480-2800об/мин) диапазон электродвигателя для работы на постоянной мощности.

Весь диапазон скоростей (0-2800 об/мин) в основном соответствует требованиям к выходному оборудованию общего привода, его рабочим характеристикам и двигателю управления скоростью постоянного тока, плавному и стабильному регулированию скорости.

Если диапазон скорости с постоянным крутящим моментом для увеличения выходного крутящего момента и входной мощности, вы также можете выбрать 6-ступенчатый или 8-ступенчатый двигатель, но размер электродвигателя относительно больше [5].

Поскольку при электромагнитном проектировании двигателя с частотным регулированием используется гибкое программное обеспечение САПР, расчетную точку основной частоты двигателя источника питания можно отрегулировать в любое время.

Мы можем точно смоделировать на компьютере основную причину рабочих характеристик двигателя в каждой точке основной частоты, тем самым также расширяя диапазон скоростей двигателя с постоянным крутящим моментом в соответствии с фактическими условиями работы электродвигателя.

Мы можем увеличить мощность двигателя при том же количестве мест, а также увеличить выходной крутящий момент электродвигателя на основе того же инвертора, чтобы обеспечить проектирование и изготовление электродвигателя в наилучшем состоянии при различных условиях эксплуатации. условия с оборудованием.

Приводные двигатели с частотным регулированием могут быть оснащены дополнительными датчиками скорости для достижения преимуществ высокоточного управления скоростью и положением, а также быстрого динамического отклика.

Электродвигатель также может быть оснащен специальным тормозом постоянного (или переменного) тока для достижения быстрого, эффективного, безопасного и надежного торможения.

Благодаря регулируемой конструкции частотно-регулируемых двигателей мы также можем производить различные высокоскоростные двигатели для поддержания характеристик постоянного крутящего момента на высоких скоростях, в определенной степени заменяя оригинальные среднечастотные двигатели по низким ценам.

Приводной двигатель с регулируемой частотой для трехфазного синхронного или асинхронного двигателя переменного тока, в зависимости от выходного источника питания инвертора, имеет трехфазное напряжение 380 В или трехфазное напряжение 220 В.

Таким образом, источник питания двигателя также имеет три фазы 380 В или три фазы 220 В, различные различия, как правило, инвертор ниже 4 кВт только трехфазный 220 В.

Поскольку приводному двигателю с переменной частотой должна быть задана точка базовой частоты привода (или точка перегиба), чтобы разделить различные области регулирования скорости с постоянной мощностью и области регулирования скорости с постоянным крутящим моментом инвертора.

Таким образом, установка точки базовой частоты инвертора и точки базовой частоты двигателя инвертора очень важны.

3.2 Улучшение характеристик изоляции

Благодаря разумному использованию устойчивой к коронному разряду эмалированной проволоки полезно правильно увеличить слой трафаретного лака.

Благодаря применению квантово-химической технологии химические материалы, используемые для экранирования, могут быть непосредственно вовлечены в реакцию конденсации полимера на основе лака в качестве основного материала лака, чтобы обеспечить быстрое рассеивание высокочастотного импульсного напряжения. а также процесс растворения, чтобы улучшить общую стойкость лака к коронному разряду.

Материал изоляции резервуара изготовлен из нескольких различных смесей, таких как NHN и DMD класса F, которые не являются устойчивыми к коронному разряду из-за их сильных органических характеристик. Исходя из этого, для использования выбран новый тип щелевой изоляции, содержащей слюду.

Добавление слюды помогает улучшить устойчивость к коронному разряду.

Что касается межфазной изоляции, следует выбирать тип изделия с полиэфирным флисом на поверхности.

Этот тип продукта имеет очевидные преимущества с точки зрения поглощения смолы по сравнению с другими материалами и способствует формированию эффективного соединения с проволокой.

Процесс пропитки всегда был одним из самых важных процессов при капитальном ремонте инверторных двигателей, и самым важным моментом является предотвращение вытекания смолы и ослабления соединения.

Обычно выбирают использование VPI для обработки или после обработки VPI, что может быть целесообразно для увеличения процесса пропитки, что способствует своевременному устранению пузырьков воздуха и постоянному заполнению воздушного зазора в обмотке, а также для улучшения электрических и механическая прочность обмотки, чтобы обеспечить усиление ее собственной термостойкости и устойчивости к грязи.

Если позволяют условия, обработку можно проводить методом УФ-нагрева и сушки током, что позволяет добиться хороших результатов.

Кроме того, следует отметить, что во всем процессе капитального ремонта инверторного двигателя избегайте короткого замыкания и других проблем, чтобы подшипники двигателя и другие части узла соответствовали основным требованиям точности, старайтесь избегать серьезного локального нагрева. и другие проблемы, вызванные потерями вихревых токов, в противном случае это обязательно повлияет на характеристики изоляции двигателя.

3.3 Устранение влияния тока вала

Чтобы ток вала можно было снизить до безопасного уровня, обычно необходимо контролировать ток вала на уровне 0,4 А/мм2 или 0,35 мВ или меньше.

Исходя из этого, следует принимать целенаправленные контрмеры для устранения неблагоприятного воздействия тока вала с учетом конкретной среды и типа использования двигателя.

Подавление гармоник электропитания:

Чтобы устранить влияние тока вала, за счет разумного применения системы управления скоростью источника питания инвертора вы можете напрямую добавить в нее фильтр или использовать вспомогательное устройство управления скоростью преобразования частоты, которое способствует снижению гармоник, а также уменьшает ток вала и вибрация и другие неблагоприятные воздействия.

Мероприятия по изоляции подшипников:

принять целенаправленные меры по изоляции для работы с подшипниками, а также вовремя устранить неблагоприятное воздействие тока вала. Текущий распространенный метод заключается в заземлении подшипника со стороны нагрузки двигателя, изоляции подшипника со стороны нагрузки и других средствах, использовании конструкции подшипника качения.

Вы можете выбрать изоляцию подшипника в качестве одной из основных форм подшипника или внутреннего кольца подшипника, поверхности наружного кольца и других частей, используя метод ионного распыления, равномерный спрей от 50 до 100 мм изоляционного слоя.

Кроме того, в зависимости от реальной ситуации, также можно добавить втулку непосредственно в подшипниковую камеру торцевой крышки, добавить изолирующий слой между втулкой и торцевой крышкой и хорошо закрепить подшипники внутренней и внешней крышки. .

При использовании скользящей несущей конструкции вы можете напрямую увеличить прокладку из эпоксидной стеклоткани в фиксированном положении подшипника или в положении впускного и выпускного маслопровода, добавить соединения изоляционных труб и т. д., используя эти методы, можно эффективно устранить неблагоприятное воздействие тока вала.

В дополнение к вышеупомянутым методам мы также можем использовать такие стратегии, как линии мониторинга для усиления изоляции и улучшения условий работы двигателя для устранения токов на валу.

Одним словом, независимо от выбора метода, в соответствии с характеристиками и требованиями реальной ситуации, с разных точек зрения, для достижения хороших результатов.

3.4 Улучшить текущую проблему колебаний

После длительных испытаний, обобщений и анализов, чтобы обеспечить эффективное решение текущей проблемы колебаний и одновременно улучшить текущую нестабильность.

Это может быть достигнуто за счет постоянного увеличения инерции двигателя или несущей нагрузки, а также за счет надлежащего увеличения мощности инвертора напряжения на стороне постоянного тока, что способствует уменьшению влияния колебаний напряжения. В сочетании с текущим состоянием работы инвертора управления ШИМ.

Использование быстропереключаемых компонентов или прямое снижение частоты модуляции ШИМ поможет избежать колебаний выходного напряжения, влияющих на мертвую зону.

Чтобы решить проблему с текущими колебаниями, вы также можете использовать двигатель с высокой скоростью изменения, используя обратную связь по току и т. д., чтобы гарантировать, что ситуация векторного управления схемой, такая как своевременная обратная связь, чтобы обеспечить улучшение стабильность работы инверторного двигателя.

Добро пожаловать, чтобы поделиться с нами дополнительной информацией об электродвигателях в комментариях!

Любой запрос об электродвигателе, пожалуйста, свяжитесь с профессиональным электродвигателем. производитель в Китай следующее:

Dongchun Motor предлагает широкий ассортимент электродвигателей, которые используются в различных отраслях, таких как транспорт, инфраструктура и строительство.

Получите оперативный ответ.