變頻器驅(qū)動的電機(jī)軸承為什么容易損壞，怎樣處理？
發(fā)布時間：2016-12-02
相關(guān)報告，就是變頻器驅(qū)動的電機(jī)，經(jīng)過一段時間后，會出現(xiàn)軸承噪聲加大，溫度升高的現(xiàn)象。檢修時發(fā)現(xiàn)，這是由于軸承的表面受到損傷，變得凹凸不平所至。
在我們接到的報告中，最嚴(yán)重的一個企業(yè)，電機(jī)每個月需要更換一次軸承，設(shè)備維護(hù)人員十分煩惱。
之所以發(fā)生這種現(xiàn)象，是由于變頻器驅(qū)動電機(jī)的電壓是PWM電壓，這種電壓會在電機(jī)中產(chǎn)生共模高頻電流，高頻電流通過雜散電容流過軸承。電流流過軸承時，由于軸桿與軸瓦之間的導(dǎo)電通路時通時斷，引起電火花(就象接觸式開關(guān)接通和斷開的瞬間產(chǎn)生的弧光一樣)，電火花的燒蝕引起的。
軸承損傷的嚴(yán)重程度與軸承電流大小成正比。理論研究與實驗都表明，變頻器驅(qū)動電機(jī)的電壓越高，軸承電流越嚴(yán)重;變頻器輸出電壓的基波頻率越低，軸承電流越嚴(yán)重，變頻器的載波頻率越高，軸承電流越嚴(yán)重。
另外，變頻器與電機(jī)之間的電纜較長，這會在電機(jī)的電源輸入端產(chǎn)生了尖峰電壓。由于尖峰電壓的幅度更高，因此，會導(dǎo)致更加嚴(yán)重的軸承電流。當(dāng)電纜較長時，如果不采取尖峰電壓抑制措施，會加劇軸承電流現(xiàn)象。
在變頻器輸出端安裝SWF正弦波濾波器和FMFO共模濾波器是解決軸承電流最有效的方法。變頻器的輸出端安裝了正弦波濾波器和射頻濾波器后，將電機(jī)驅(qū)動電壓從PWM波形轉(zhuǎn)變成正弦波電壓，使電機(jī)工作在與工頻電壓驅(qū)動相同的條件下，自然就消除了軸承電流。
單純用正弦波濾波器，雖然能夠大大減小軸承電流，但是并不能完全消除軸承電流。這是因為正弦波濾波器對高頻成份的衰減作用很有限，正弦波電壓上有毛刺，這就是高頻成份。高頻成份通過電機(jī)中的雜散參數(shù)形成軸承電流。
要減小這種高頻共模電流，必須在正弦波濾波器的輸出端再安裝一臺射頻共模濾波器，射頻共模濾波器的功能是濾除變頻器輸出端高頻電流成份。
某石化廠，有6臺電機(jī)，由690的變頻器驅(qū)動。這些電機(jī)的軸承受到不同程度的損傷，最嚴(yán)重的一個月就呈現(xiàn)故障現(xiàn)象。2011年4月份，安裝了SWF濾波器和EMFO濾波器后，正常運(yùn)行半年多沒有出現(xiàn)故障現(xiàn)象。
另外，有案例表明，SVA尖峰電壓吸收器對保護(hù)軸承也有明顯的效果。某個用戶，在安裝SVA之前，電機(jī)每個月要更換一次軸承，2011年6月份安裝SVA后，目前已經(jīng)三個多月，沒有發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承的故障。
雖然SVA雖然設(shè)計成具有減小軸承電流的作用，但是效果這樣突出超出我們預(yù)料。這可能是因為SVA減小了尖峰電壓，從而明顯減小了軸承電流。
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