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变频调速系统电动机发热故障的诊断和处理


《电气与电控》 / 2012-06-08

    变频调速系统电动机发热故障的诊断和处理


    电动机运行正常,但温度过高的原因如下:


    (1)高次谐波引起电动机的效率和功率因数变差,电动机损耗增加。由于电动机普遍是按正弦波电源设计制造的,当有高次谐波流过电动机绕组时,铜损增大,并引起附加损耗,从而引起绕组发热OAC24A。有资料表明,变频器传动与工频电源传动相比,电流约增加10%,温升约增加20%。


    (2)对于现有电动机进行变频调速改造时,变频器经常在低频段工作,而没有考虑到在低频段工作的电动机散热变差的问题,致使电动机工作一段时间后发热过载,由于自冷电动机在低速运行时冷却能力下降造成电动机过热。


    (3)电动机通风不良。电动机长期运行在粉尘含量较高的环境中,未定期清扫,造成定转子风道堵塞,致使气流不畅,散热效果降低。尤其是夏季,环境温度高,电动机工作温度大大增加,导致电动机过热烧毁。


    (4)电压变化率du/dt增高。变频器的逆变部分将直流电压转换为三相交流电压是通过控制6个桥臂的开关元件导通、关断来实现三相交流电压的输出。变频器输出电压虽与正弦波电压幅值等效,但实际上是由一系列矩形波组成,电动机绕组匝间电压变化率du/dt很高,电动机绕组的电压分布变得很不均匀,使绕组匝间短路的故障增加。


    (5)设置的U/f特性和电动机特性不适配。对于已经投入运行的变频器,如果出现电动机发热,变频器显示过载故障,就必须检查负载的状况;对于新安装的变频器如果出现这种故障,应检查U/f曲线和电动机参数设置的是否正确。在使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时,没有正确的设置负载电动机的额定电压、电流、容量等参数,也会导致电动机热过载。变频器的载波率设置过高时,也会导致电动机发热过载。


    对于采用通用电动机的变频调速系统,由于自冷电动机在低速运行时冷却能力下降造成电动机过热可采取以下的相应措施:


    1)对电动机进行强冷通风或提高电动机规格等级。


    2)更换变频专用电动机。


    3)限定运行范围,避开低速区。


    4)合理选用变频控制系统电动机。原电动机如果工作频率达不到30Hz,在峰值电流不致引起过电流保护动作的情况下,可以极数更高的电动机替代,尤其对于恒转矩负载要适当加大电动机的功率等级与电动机极数,以提高其带载能力;有条件的地方,应采用变频专用电动机。


    5)加强电动机的计划检修。尤其在夏季来临前,要对电动机定转子风道进行清扫H-BE 16 BF 10401200,改善电动机的散热条件。在夏季时应采用外加风扇对电动机强迫风冷。
 

    6)提高电动机的绝缘材料等级。如在电动机检修时,将B级绝缘提高为F级绝缘,以提高匝间绝缘性能及绕组的耐热能力,这样可从根本上解决变频控制电动机使用寿命短的问题。

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