1、局部放電是造成變頻電機(jī)絕緣過(guò)早破壞的主要原因
變頻電源系統(tǒng)工作時(shí)所產(chǎn)生的脈沖高頻電壓使電機(jī)機(jī)發(fā)生電暈,引起局部放電、介質(zhì)發(fā)熱、導(dǎo)致有機(jī)高分廣絕緣材料裂解,進(jìn)而導(dǎo)致變頻電機(jī)絕緣損壞。
空壓機(jī)專(zhuān)用電機(jī)
具體來(lái)講,變頻調(diào)速系統(tǒng)是由變頻器、電纜和電機(jī)組成的。變頻器的核心控制部件有BJT(雙極晶體管)、IGBT(絕緣柵)等多種類(lèi)型,其中IGBT具有驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、易于保護(hù)和高速開(kāi)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。IGBT的高開(kāi)關(guān)速度建立在快導(dǎo)通和快關(guān)斷的基礎(chǔ)上,最高可達(dá)30一4okHz,正常工作情況下為20kHz。變頻器的輸出波形是具有陡上升沿和陡下降沿(0.1一0.51AS)的脈沖波,正是由于這種脈沖電壓不同于工頻正弦電壓,從而對(duì)變頻電機(jī)絕緣的工作環(huán)境造成了一系列的影響。
當(dāng)變頻器將工頻正弦波轉(zhuǎn)化成脈沖波以后,該列脈沖波從變頻器通過(guò)電纜傳到電機(jī)的接線端,由于電纜與電機(jī)之間的阻抗不匹配將產(chǎn)生反射波。反射波反饋又產(chǎn)生二次反射,二次反射波與原始脈沖電壓波疊加,當(dāng)疊加的脈沖電壓傳輸?shù)诫姍C(jī)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)尖峰電壓。尖峰電壓的大小取決于電纜的長(zhǎng)度和脈沖電壓的上升沿時(shí)間。通常電纜長(zhǎng)度增加時(shí),電線兩端都產(chǎn)生過(guò)電壓,電機(jī)端的過(guò)電壓幅值隨電纜長(zhǎng)度增加而增加。
當(dāng)變傾電機(jī)的絕緣線圈中通過(guò)脈沖電流時(shí),短上升沿時(shí)間的脈沖波引起電壓在線圈中的分布不均。在模擬電動(dòng)機(jī)定子繞組上進(jìn)行了電壓波形的測(cè)量,表明在電動(dòng)機(jī)定子繞組的首端幾匝上承擔(dān)了約80%過(guò)電壓幅值,這樣繞組首匝處承受的匝間電壓超過(guò)工頻交流電壓條件下平均匝間電壓的10倍以,雖然仍遠(yuǎn)低于絕緣的擊穿電壓(變頻導(dǎo)線可耐受工頻電壓13000V),但是已經(jīng)超過(guò)了局部放電起始電壓。可見(jiàn)局部放電是造成變頻電機(jī)絕緣過(guò)早破壞的主要原因,而介質(zhì)損耗發(fā)熱、空間電荷、電磁激振以及振動(dòng)等多種因素的存在加速了材料的老化過(guò)程。
2、電機(jī)本身絕緣設(shè)計(jì)原因
工頻正弦電機(jī)的絕緣設(shè)計(jì)理論不能完全適用于交流變頻調(diào)速電機(jī)。因此在設(shè)計(jì)交流變頻電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)時(shí),變頻電機(jī)的絕緣性能不僅要能滿足傳統(tǒng)意義上的抗熱老化、抗電老化要求,還要滿足耐高頻脈沖、耐局部放電的要求。
3、頻繁起停影響絕緣壽命
當(dāng)電機(jī)工作于頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)狀態(tài)時(shí),電機(jī)絕緣經(jīng)常處于循環(huán)交變電磁應(yīng)力作用中。起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間越短、越頻繁,受到的沖擊力越大,絕緣被擊穿的機(jī)率就越高。