變頻器為什么會(huì)損壞電機(jī)軸承？
bmller 2022-04-09
許多朋友發(fā)現(xiàn)變頻器損壞了電機(jī)。例如，在過(guò)去的兩年里，一家泵廠的用戶(hù)經(jīng)常報(bào)告泵在保修期內(nèi)損壞的情況。過(guò)去，泵廠的產(chǎn)品質(zhì)量非常可靠。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)損壞的泵由變頻器驅(qū)動(dòng)。
變頻器損壞電機(jī)軸承的原因是有流過(guò)軸承的電流，這種電流處于間歇連接狀態(tài)。間歇連接的電路會(huì)產(chǎn)生電弧，電弧會(huì)燒壞軸承。
交流電機(jī)軸承流過(guò)電流的主要原因有兩個(gè)，一是內(nèi)部電磁場(chǎng)不平衡引起的感應(yīng)電壓，二是雜散電容引起的高頻電流通路。
理想的交流感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)是對(duì)稱(chēng)的。當(dāng)三相繞組的電流相等，相位相差為120時(shí)，電機(jī)軸桿上的電壓不會(huì)被感應(yīng)到。當(dāng)變頻器輸出的PWM電壓導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)時(shí)，電壓將在軸桿上感應(yīng)到，電壓范圍為10~30V，與驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)。驅(qū)動(dòng)電壓越高，軸桿上的電壓越高。當(dāng)電壓值超過(guò)軸承中潤(rùn)滑油的絕緣強(qiáng)度時(shí)，形成電流通道。在軸桿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，潤(rùn)滑油的絕緣在某一時(shí)刻阻斷了電流。該過(guò)程類(lèi)似于機(jī)械開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)過(guò)程。在此過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生電弧、燃燒軸桿、滾珠和軸碗表面，形成凹坑。如果沒(méi)有外部振動(dòng)，小凹坑不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但如果有外部振動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生凹槽，這對(duì)電機(jī)的運(yùn)行有很大的影響。
此外，實(shí)驗(yàn)表明，軸桿上的電壓也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，軸承損壞越嚴(yán)重。
在電機(jī)工作初期，當(dāng)潤(rùn)滑油溫度較低時(shí)，電流范圍為5-200ma。如此小的電流不會(huì)損壞軸承。但是，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著潤(rùn)滑油溫度的升高，峰值電流將達(dá)到5-10A，從而在軸承部件表面形成一個(gè)小坑。
變頻器對(duì)電機(jī)的損壞包括兩個(gè)方面：定子繞組損壞和軸承損壞。這種損壞通常發(fā)生在幾周到十個(gè)月內(nèi)。具體時(shí)間與變頻器品牌、電機(jī)品牌、電機(jī)功率、變頻器載波頻率、變頻器與電機(jī)之間的電纜長(zhǎng)度、環(huán)境溫度等諸多因素有關(guān)。
變頻器損壞電機(jī)軸承的原因是有流過(guò)軸承的電流，這種電流處于間歇連接狀態(tài)。間歇連接的電路會(huì)產(chǎn)生電弧，電弧會(huì)燒壞軸承。
交流電機(jī)軸承流過(guò)電流的主要原因有兩個(gè)，一是內(nèi)部電磁場(chǎng)不平衡引起的感應(yīng)電壓，二是雜散電容引起的高頻電流通路。
理想的交流感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)是對(duì)稱(chēng)的。當(dāng)三相繞組的電流相等，相位相差為120時(shí)，電機(jī)軸桿上的電壓不會(huì)被感應(yīng)到。當(dāng)變頻器輸出的PWM電壓導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)時(shí)，電壓將在軸桿上感應(yīng)到，電壓范圍為10~30V，與驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)。驅(qū)動(dòng)電壓越高，軸桿上的電壓越高。當(dāng)電壓值超過(guò)軸承中潤(rùn)滑油的絕緣強(qiáng)度時(shí)，形成電流通道。在軸桿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，潤(rùn)滑油的絕緣在某一時(shí)刻阻斷了電流。該過(guò)程類(lèi)似于機(jī)械開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)過(guò)程。在此過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生電弧、燃燒軸桿、滾珠和軸碗表面，形成凹坑。如果沒(méi)有外部振動(dòng)，小凹坑不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但如果有外部振動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生凹槽，這對(duì)電機(jī)的運(yùn)行有很大的影響。
此外，實(shí)驗(yàn)表明，軸桿上的電壓也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，軸承損壞越嚴(yán)重。
在電機(jī)工作初期，當(dāng)潤(rùn)滑油溫度較低時(shí)，電流范圍為5-200ma。如此小的電流不會(huì)損壞軸承。但是，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著潤(rùn)滑油溫度的升高，峰值電流將達(dá)到5-10A，從而在軸承部件表面形成一個(gè)小坑。
