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变频调速电动机绕组损坏原因分析

文章出处:尚庆佑责任编辑:皖南电机查看手机网址
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人气:-发表时间:2016-06-20 17:36【

引言

变频调速电动机是由变频器做电源完成供电的,电压波形中高次谐波的含量一般较多,电源的品质和工频电源相比是有差距的。该类型电动机的损害较大,峰值的电压也很高,必须要有完善的绝缘结构。绕组性能的好坏直接影响了电动机的性能,因此必须要确保电动机绕组正常运行。

1、控制方法选择不当

控制方法的选择不当是变频调速电动机绕组损坏的一个重要原因,会经常烧坏电动机,如煤矿井下使用的皮带运输机。一般而言,多台电动机拖动有需要协调实时控制各个电动机输出转矩平衡的时候,功率的分配也会趋向乎衡。低量的输出频率出现一些差别的话,就会使得输出频率过低的变频器进人能量回馈状态,导致电动机出现过压的故障,甚至产生过热问題。控制方法选择错误的话,变频器的元件就会被烧坏,电动机绕组也会被损坏,这是较为常见的故障。

对此,在解决变频调速电动机绕组损坏的故障中,必须要选择合适的控制方法,加减速度控制时间。更为重要的是,在减速时间的把控下,必须要防止速度过快,以免出现电动机发电状态。如果变频器有制动地电阻的话,这种情况就会好些,对控制方法选择的要求较低。

2. 维护措施应用不到位

一且变频调速电机出现绕组损坏的问题,给予相应科学有效的维护是极为关键的。但是在实际上会因维护措施不当会加剧绕组的损坏程度。加上,现场维修人员相关的知识结构不全面,技术应用不到位,或者对现场的突发情况把控不到位等等因素都会导致变频调速电动机的绕组出现问题。可见,维护措施应用不恰当以及维护人员自身专业知识和技能的欠缺是变频调速电动机绕组损坏的一个重要原因。对此,工作人员可以通过采取以下几点措施进行解决。

首先,也是最为关键的就是工作人员要按照电动机拖动的设备以及现场条件的实际情况来为电动机选择合适的绕组,一般就是散线绕组和成型绕组。散线浇组正常情况下都是使用圆铜漆进行包线的,这种类型的绕组比较容易被损伤,且匝间绝缘性能较低。成型绕组的匝间绝缘耐电压的性能好,因此工作人员可以使用单玻璃丝包漆包圆铜线进行处理,挂漆能力强,且有很好的散热效果,匝间绝缘能力也比较突出。其次,在使用散线绕组进行下线的时候,线圈b头尾两部分不能直接连靠在一起,必须要进行分离,目的就是为了防止匝间电压的升髙。其次,为了防止电磁振动现象的发生,工作人员必须要绑紧线圈端,并使用VPI浸漆。

最后,绝缘结构必须要根据国家规定的相关标准进行评定。具体如下,按照国家规定标准GB/T 22720.1-2008/IEC60034-18-41:2006IDT《旋转电机 电压型变频器供电的旋转电机I型电气绝缘结构的鉴别和型式试验》的评价,这其中的I型就是指电动机在使用过程中无法检测到的局部放电]。同时,这也要求了变频调速电动机的生厂商必须要按照国家规定的相关标准来进行生产,评价变频器供电的电动机绝缘结构是否与上述标准相适应。如果在评定过程中,工艺情况仍然稳定的话,而绕组被损害就有可能是变频器性能不佳导致的,也要考虑控制方法的选择和维护是否得到等因素。此外,绝缘材料的选择最佳状态就是要选择无机绝缘材料。

3. 绝缘结构被破坏

绝缘结构是指对地绝缘、匝间绝缘、电磁线、绕组、相间绝缘、浸渍漆和绑扎带和电缆引接等。绝缘结构是对变频调速电动机进行保护的一个重要屏障,如果被破坏的话,就很有可能会损坏绕组。因此,在探索变频调速电动机的绕组损坏原因时,必须要将绝缘结构被损坏考虑进去。一般而言,固体绝缘会在电场的作用下产生一定的极化现象,且会产生-些的泄漏电流,如果在一些电场强度较髙的区域,还会引发局部放电的现象,导致绕组损耗过大发热。如果电场的强度比某个标准特定值还高的话,绝缘就会通过导电通道破坏绝缘,损害绕组。这种现场从专业角度上看称之为固体绝缘的击穿,影响是会产生裂缝、烧痕和熔化的通道。普遍意义上讲,固体结缘的击穿又包括了电击穿、热击穿、电化学击穿等类型。

3.1电击穿

在固体绝缘中会存在一定量的导带电子,并在一定量的外加电压作用下,这些导带电子就会和晶格上的离子和原子相碰捸并使其产生游离,这使得导带电子就会快速增加,电流也会随之提高,以导致介电击穿的问题产生七击穿的主要特点就是电压的作用时间较短,击穿的电压较髙,且击穿场的强度和电场的均匀程度都是息息相关的。因变频调速电动机的保护功能比普通电动机更为灵敏,会出现瞬间断电的问题,所以击穿部位就会产生一定的小孔,小孔的周围绝缘几乎是不会变色的,也不会产生明显的痕迹,击穿的位置比较模糊,不易被找到,伹是测量绝缘电阻一般都是比较低的,甚至为零。

3.2热击穿

热击穿主要是因为绝缘的介电损耗后就会产生一定的热量,而电动机过载的恶化发热量就会变得更大,如果电动机自身的散热性能不好的话就会导致温度过快升,促使绝缘的老化,降低其使用寿命。严重的话还会使得绝缘烧裂或者烧焦,这样一来介电的强度就会下降,过热彩响就会最终导致热击穿。热击穿的一个主要特点就是绝缘烧裂或者烧焦的面积会很大,且肉眼是能直接看到的,电压作用的时间也比电击穿更长,而击穿的电压比电击穿更低。

3.3电化学击穿

固体绝缘电化学击穿主要是多因素综合作用导致的,如发热、游离、化学反应等,这些不良因素的作用就会导致电化学击穿。在电热化学因索的影响下,有机绝缘材料就会引起劣化、损伤,直至击穿。一般而言,这种击穿形式在长期电压作用下的结果更为严重,所击穿的电压较低,绝缘材料的耐游离性能、工艺条件、制造工作环境等都会对其有影响。

综上所述,制造绝缘结构击穿电压的主要因素有电压作用的时间、电压作用的温度、电场的温度、机械负荷、电场均匀程度和电压总类等。此外,累积效应也会对击穿电压有一定的影响,尤其是对本文研究的变频调速电动机影响更大。当电动机绕组被电压反复冲击后,会产生一定的不完全击穿,但是在累积效应的作用下,就会被完全击穿。

4.结语

总之,控制方法的选择、维护措施的应用、绝缘是否被破坏等因素是变频调速电动机绕组损坏的主要原因。电动机出现故瘅的时候,一般都会检査绕组问题,工作人员必须要对产生绕组损坏原因进行分析,并一一排除,找到真正的原因后解决故障。


本文来源于科学论坛,皖南电机编辑发布

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