Motori prishet shpejt, dhe inverteri po vepron si një demon?Lexoni sekretin midis motorit dhe inverterit në një artikull!
Shumë njerëz kanë zbuluar fenomenin e dëmtimit të inverterit të motorit.Për shembull, në një fabrikë të pompave të ujit, në dy vitet e fundit, përdoruesit e saj shpesh raportuan se pompa e ujit ishte dëmtuar gjatë periudhës së garancisë.Në të kaluarën, cilësia e produkteve të fabrikës së pompave ishte shumë e besueshme.Pas hetimeve, u konstatua se këto pompa uji të dëmtuara drejtoheshin të gjitha nga konvertuesit e frekuencës.
Shfaqja e konvertuesve të frekuencës ka sjellë risi në kontrollin e automatizimit industrial dhe kursimin e energjisë motorike.Prodhimi industrial është pothuajse i pandashëm nga konvertuesit e frekuencës.Edhe në jetën e përditshme, ashensorët dhe kondicionerët inverter janë bërë pjesë të pazëvendësueshme.Konvertuesit e frekuencës kanë filluar të depërtojnë në çdo cep të prodhimit dhe jetës.Megjithatë, konverteri i frekuencës sjell edhe shumë telashe të paprecedentë, ndër të cilat dëmtimi i motorit është një nga fenomenet më tipike.
Shumë njerëz kanë zbuluar fenomenin e dëmtimit të inverterit të motorit.Për shembull, në një fabrikë të pompave të ujit, në dy vitet e fundit, përdoruesit e saj shpesh raportuan se pompa e ujit ishte dëmtuar gjatë periudhës së garancisë.Në të kaluarën, cilësia e produkteve të fabrikës së pompave ishte shumë e besueshme.Pas hetimeve, u konstatua se këto pompa uji të dëmtuara drejtoheshin të gjitha nga konvertuesit e frekuencës.
Edhe pse fenomeni që konverteri i frekuencës dëmton motorin ka tërhequr gjithnjë e më shumë vëmendjen, njerëzit ende nuk e dinë mekanizmin e këtij fenomeni, aq më pak se si ta parandalojnë atë.Qëllimi i këtij artikulli është të zgjidhë këto konfuzione.
Dëmtimi i inverterit në motor
Dëmtimi i inverterit në motor përfshin dy aspekte, dëmtimin e mbështjelljes së statorit dhe dëmtimin e kushinetës, siç tregohet në figurën 1. Ky lloj dëmtimi në përgjithësi ndodh brenda disa javësh deri në dhjetë muaj, dhe koha specifike varet në markën e inverterit, markën e motorit, fuqinë e motorit, frekuencën mbajtëse të inverterit, gjatësinë e kabllit midis inverterit dhe motorit dhe temperaturën e ambientit.Shumë faktorë janë të lidhur.Dëmtimi i hershëm aksidental i motorit sjell humbje të mëdha ekonomike në prodhimin e ndërmarrjes.Kjo lloj humbje nuk është vetëm kostoja e riparimit dhe zëvendësimit të motorit, por më e rëndësishmja, humbja ekonomike e shkaktuar nga ndërprerja e papritur e prodhimit.Prandaj, kur përdorni një konvertues frekuence për të drejtuar një motor, duhet t'i kushtohet vëmendje e mjaftueshme problemit të dëmtimit të motorit.
Dëmtimi i inverterit në motor
Dallimi midis makinës së inverterit dhe makinës së frekuencës industriale
Për të kuptuar mekanizmin pse motorët e frekuencës së fuqisë kanë më shumë gjasa të dëmtohen në kushtet e ngasjes së inverterit, së pari kuptoni ndryshimin midis tensionit të motorit të drejtuar nga inverteri dhe tensionit të frekuencës së energjisë.Më pas mësoni se si ky ndryshim mund të ndikojë negativisht në motor.
Struktura bazë e konvertuesit të frekuencës është paraqitur në figurën 2, duke përfshirë dy pjesë, qarkun ndreqës dhe qarkun e inverterit.Qarku ndreqës është një qark dalës i tensionit DC i përbërë nga dioda të zakonshme dhe kondensatorë filtri, dhe qarku i inverterit konverton tensionin DC në një formë valore të tensionit të moduluar me gjerësinë e pulsit (tensioni PWM).Prandaj, forma e valës së tensionit të motorit të drejtuar nga inverter është një formë valore pulsi me gjerësi të ndryshme pulsi, në vend të një formë valore të tensionit të valës sinus.Drejtimi i motorit me tension pulsi është shkaku kryesor i dëmtimit të lehtë të motorit.
Mekanizmi i Dëmtimit të Inverterit Mbështjellja e motorit të statorit
Kur voltazhi i pulsit transmetohet në kabllo, nëse impedanca e kabllit nuk përputhet me rezistencën e plotë të ngarkesës, reflektimi do të ndodhë në fundin e ngarkesës.Rezultati i reflektimit është se vala rënëse dhe vala e reflektuar mbivendosen për të formuar një tension më të lartë.Amplituda e tij mund të arrijë maksimumi dyfishin e tensionit të autobusit DC, i cili është rreth trefishi i tensionit të hyrjes së inverterit, siç tregohet në figurën 3. Tensioni i tepërt i pikut shtohet në bobinën e statorit të motorit, duke shkaktuar një goditje tensioni në bobina , dhe goditjet e shpeshta të mbitensionit do të bëjnë që motori të dështojë para kohe.
Pasi motori i drejtuar nga konverteri i frekuencës ndikohet nga tensioni i pikut, jeta e tij aktuale lidhet me shumë faktorë, duke përfshirë temperaturën, ndotjen, dridhjet, tensionin, frekuencën e bartësit dhe procesin e izolimit të spirales.
Sa më e lartë të jetë frekuenca bartëse e inverterit, aq më afër është forma e valës së rrymës së daljes me një valë sinus, e cila do të ulë temperaturën e funksionimit të motorit dhe do të zgjasë jetën e izolimit.Sidoqoftë, një frekuencë më e lartë bartëse do të thotë që numri i tensioneve të kulmit të gjeneruar në sekondë është më i madh dhe numri i goditjeve në motor është më i madh.Figura 4 tregon jetëgjatësinë e izolimit si funksion i gjatësisë së kabllit dhe frekuencës së bartësit.Mund të shihet nga figura se për një kabllo 200 këmbësh, kur frekuenca e bartësit rritet nga 3 kHz në 12 kHz (një ndryshim prej 4 herë), jeta e izolimit zvogëlohet nga rreth 80,000 orë në 20,000 orë (një ndryshim prej 4 herë).
Ndikimi i frekuencës së bartësit në izolim
Sa më e lartë të jetë temperatura e motorit, aq më e shkurtër është jeta e izolimit, siç tregohet në figurën 5, kur temperatura rritet në 75°C, jeta e motorit është vetëm 50%.Për një motor të drejtuar nga një inverter, meqenëse voltazhi PWM përmban më shumë komponentë me frekuencë të lartë, temperatura e motorit do të jetë shumë më e lartë se ajo e një disku të tensionit të frekuencës së energjisë.
Mekanizmi i kushinetave të motorit të dëmtimit të inverterit
Arsyeja pse konverteri i frekuencës dëmton kushinetën e motorit është se ka një rrymë që rrjedh nëpër kushinetë dhe kjo rrymë është në një gjendje lidhjeje me ndërprerje.Qarku i lidhjes me ndërprerje do të gjenerojë një hark dhe harku do të djegë kushinetën.
Ekzistojnë dy arsye kryesore për rrymën që rrjedh në kushinetat e motorit AC.Së pari, tensioni i induktuar i krijuar nga çekuilibri i fushës së brendshme elektromagnetike, dhe së dyti, rruga e rrymës me frekuencë të lartë të shkaktuar nga kapaciteti i humbur.
Fusha magnetike brenda motorit ideal të induksionit AC është simetrike.Kur rrymat e mbështjelljeve trefazore janë të barabarta dhe fazat ndryshojnë me 120°, nuk do të induktohet tension në boshtin e motorit.Kur dalja e tensionit PWM nga inverteri bën që fusha magnetike brenda motorit të jetë asimetrike, një tension do të induktohet në bosht.Gama e tensionit është 10~30V, e cila lidhet me tensionin e drejtimit.Sa më i lartë të jetë voltazhi lëvizës, aq më i lartë është tensioni në bosht.lartë.Kur vlera e këtij tensioni tejkalon forcën dielektrike të vajit lubrifikues në kushinetë, formohet një rrugë aktuale.Në një moment gjatë rrotullimit të boshtit, izolimi i vajit lubrifikues ndalon përsëri rrymën.Ky proces është i ngjashëm me procesin e ndezjes-fikjes së një ndërprerësi mekanik.Në këtë proces, do të krijohet një hark, i cili do të heq sipërfaqen e boshtit, topit dhe tasit të boshtit, duke formuar gropa.Nëse nuk ka dridhje të jashtme, gropat e vogla nuk do të kenë shumë ndikim, por nëse ka dridhje të jashtme, do të krijohen brazda, të cilat kanë një ndikim të madh në funksionimin e motorit.
Për më tepër, eksperimentet kanë treguar se voltazhi në bosht lidhet gjithashtu me frekuencën themelore të tensionit të daljes së inverterit.Sa më e ulët të jetë frekuenca themelore, aq më i lartë është voltazhi në bosht dhe aq më serioz është dëmtimi i kushinetave.
Në fazën e hershme të funksionimit të motorit, kur temperatura e vajit lubrifikues është e ulët, diapazoni i rrymës është 5-200 mA, një rrymë kaq e vogël nuk do të shkaktojë ndonjë dëmtim të kushinetës.Sidoqoftë, kur motori funksionon për një periudhë kohore, me rritjen e temperaturës së vajit lubrifikues, rryma e pikut do të arrijë 5-10 A, gjë që do të shkaktojë ndezje dhe do të formojë gropa të vogla në sipërfaqen e përbërësve mbajtës.
Mbrojtja e mbështjelljes së statorit të motorit
Kur gjatësia e kabllit i kalon 30 metra, konvertuesit modernë të frekuencës në mënyrë të pashmangshme do të gjenerojnë pika tensioni në fund të motorit, duke shkurtuar jetën e motorit.Ka dy ide për të parandaluar dëmtimin e motorit.Njëra është përdorimi i një motori me izolim më të lartë të mbështjelljes dhe forcë dielektrike (përgjithësisht i quajtur motor me frekuencë të ndryshueshme), dhe tjetri është të merren masa për të reduktuar tensionin e pikut.Masa e parë është e përshtatshme për projekte të sapondërtuara, dhe masa e dytë është e përshtatshme për transformimin e motorëve ekzistues.
Aktualisht, metodat e zakonshme të mbrojtjes së motorit janë si më poshtë:
1) Instaloni një reaktor në fundin e daljes së konvertuesit të frekuencës: Kjo masë është më e përdorura, por duhet theksuar se kjo metodë ka një efekt të caktuar në kabllot më të shkurtër (nën 30 metra), por ndonjëherë efekti nuk është ideal. , siç tregohet në figurën 6(c) të treguar.
2) Instaloni një filtër dv/dt në fundin e daljes së konvertuesit të frekuencës: Kjo masë është e përshtatshme për rastet kur gjatësia e kabllit është më pak se 300 metra dhe çmimi është pak më i lartë se ai i reaktorit, por efekti ka qenë përmirësuar ndjeshëm, siç tregohet në Figurën 6(d).
3) Instaloni një filtër të valëve sinus në daljen e konvertuesit të frekuencës: kjo masë është më idealja.Sepse këtu, voltazhi i pulsit PWM ndryshohet në një tension të valës sinus, motori funksionon në të njëjtat kushte si tensioni i frekuencës së energjisë dhe problemi i tensionit të pikut është zgjidhur plotësisht (pa marrë parasysh sa i gjatë kablli, do të ketë pa tension të pikut) .
4) Instaloni një absorbues të tensionit të pikut në ndërfaqen midis kabllit dhe motorit: disavantazhi i masave të mëparshme është se kur fuqia e motorit është e madhe, reaktori ose filtri kanë një vëllim dhe peshë të madhe, dhe çmimi është relativisht lartë.Për më tepër, reaktori Si filtri ashtu edhe filtri do të shkaktojnë një rënie të caktuar të tensionit, e cila do të ndikojë në çift rrotullues në dalje të motorit.Përdorimi i absorbuesit të tensionit të pikut të inverterit mund t'i kapërcejë këto mangësi.Amortizuesi i tensionit SVA i zhvilluar nga 706 i Korporatës së Dytë të Akademisë së Shkencës dhe Industrisë së Hapësirës Ajrore adopton teknologjinë e avancuar të elektronikës së energjisë dhe teknologjinë inteligjente të kontrollit dhe është një pajisje ideale për të zgjidhur dëmtimet e motorit.Përveç kësaj, amortizuesi SVA mbron kushinetat e motorit.
Amortizuesi i tensionit të spikut është një lloj i ri i pajisjes mbrojtëse të motorit.Lidhni paralelisht terminalet e hyrjes së fuqisë së motorit.
1) Qarku i zbulimit të tensionit të pikut zbulon amplituda e tensionit në linjën e energjisë motorike në kohë reale;
2) Kur madhësia e tensionit të zbuluar tejkalon pragun e caktuar, kontrolloni qarkun e tamponit të energjisë së pikut për të thithur energjinë e tensionit të pikut;
3) Kur energjia e tensionit të pikut është plot me buferin e pikut të energjisë, valvula e kontrollit të thithjes së energjisë së pikut hapet, në mënyrë që energjia e pikut në tampon të shkarkohet në absorbuesin e pikut të energjisë dhe energjia elektrike të shndërrohet në nxehtësi. energji;
4) Monitoruesi i temperaturës monitoron temperaturën e absorbuesit të pikut të energjisë.Kur temperatura është shumë e lartë, valvula e kontrollit të thithjes së pikut të energjisë mbyllet siç duhet për të reduktuar thithjen e energjisë (nën premisën e sigurimit të mbrojtjes së motorit), në mënyrë që të parandalohet mbinxehja e absorbuesit të tensionit të pikut dhe shkaktimi i dëmtimit.dëmtim;
5) Funksioni i qarkut të thithjes së rrymës së kushinetave është të thithë rrymën mbajtëse dhe të mbrojë kushinetën e motorit.
Krahasuar me filtrin e lartpërmendur du/dt, filtrin e valëve sinus dhe metodat e tjera të mbrojtjes së motorit, absorbuesi i pikut ka avantazhet më të mëdha të madhësisë së vogël, çmimit të ulët dhe instalimit të lehtë (instalim paralel).Sidomos në rastin e fuqisë së lartë, avantazhet e absorbuesit të pikut për sa i përket çmimit, vëllimit dhe peshës janë shumë të dukshme.Përveç kësaj, duke qenë se është instaluar paralelisht, nuk do të ketë rënie tensioni, dhe do të ketë një rënie të caktuar të tensionit në filtrin du/dt dhe filtrin e valës sinus, dhe rënia e tensionit të filtrit të valës sinus është afër 10. %, gjë që do të shkaktojë uljen e çift rrotullimit të motorit.
Mohim përgjegjësie: Ky artikull është riprodhuar nga Interneti.Përmbajtja e artikullit është vetëm për qëllime mësimore dhe komunikimi.Rrjeti i kompresorëve të ajrit mbetet neutral ndaj pikëpamjeve në artikull.E drejta e autorit të artikullit i përket autorit origjinal dhe platformës.Nëse ka ndonjë shkelje, ju lutemi kontaktoni për ta fshirë