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軸承過熱導(dǎo)致燒毀電機原理

來源:上海恒稅電氣有限公司   2019年06月18日 11:01  

電機由變頻器驅(qū)動時,壽命大幅度縮短,嚴重時,幾個月就出現(xiàn)定子繞組損壞。由此導(dǎo)致的停產(chǎn)給企業(yè)造成巨大的損失。電機損壞的原因是變頻器在電機的定子繞組上產(chǎn)生很高的尖峰電壓,尖峰電壓的幅度超過了繞組的絕緣強度,導(dǎo)致繞組損壞。尖峰電壓的幅度會達到變頻器額定工作電壓的3倍以上,例如,對于額定電壓380V的變頻器,尖峰電壓的幅度超過1200V。這種尖峰電壓每秒對電機定子繞組沖擊上千次,很快就會導(dǎo)致定子繞組的損壞,。
另外,變頻器還會在電機的軸承中產(chǎn)生軸承電流,軸承中長時間流過軸承電流,會造成軸承的燒毀,
功率越小的電機,定子繞組越容易損壞;功率越大的電機,軸承越容易損壞。
導(dǎo)致交流電機的軸承中流過電流的原因主要有兩個,,內(nèi)部電磁場不平衡產(chǎn)生的感應(yīng)電壓,第二,雜散電容引起的高頻電流通路。
變頻器輸出的PWM電壓導(dǎo)致電機內(nèi)部的磁場不對稱時,就會在軸桿上感應(yīng)出電壓,電壓的幅度在10~30V,這與驅(qū)動電壓有關(guān),驅(qū)動電壓越高,軸桿上的電壓越高。當這個電壓的數(shù)值超過軸承中的潤滑油的絕緣強度時,就會形成一個電流通路。軸桿旋轉(zhuǎn)過程中,在某個時刻,潤滑油的絕緣又阻斷了電流。這個過程類似于機械式°理想交流感應(yīng)電機內(nèi)部的磁場是對稱的,當三相繞組的電流相等,并且相位相差120開關(guān)的通斷過程,這個過程中會產(chǎn)生電弧,燒蝕軸桿、滾珠、軸碗的表面,形成凹坑。如果沒有外部振動,小凹坑不會產(chǎn)生過大的影響,但是如果有外部振動時,會產(chǎn)生凹槽,這對電機的運轉(zhuǎn)影響很大。
另外,實驗表明,軸桿上的電壓還與變頻器輸出電壓的基波頻率有關(guān),基波頻率越低,軸桿上的電壓越高,軸承損傷越嚴重。
在馬達工作的初期,潤滑油溫度較低的時候,電流幅度在5-200mA,這么小的電流不會對軸承產(chǎn)生任何損壞。但是,當馬達運行一段時間后,隨著潤滑油溫度升高,峰值電流會達到5-10A,這會產(chǎn)生飛弧,在軸承部件的表面形成小坑

 

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