變頻驅動采用脈寬調制 (PWM) 控制電機輸入電壓和頻率的技術。
當電源和負載存在時 當阻抗不匹配時,會產生反射。 電機端子處的反射電壓與入射電壓疊加 瞬態過沖電壓, 這將導致電機繞組絕緣擊穿和計劃外停機。
案例:集團企業使用由變頻器控制的普通工頻電機。電機意外損壞。變頻器與電機之間的電纜長度為20m。以下是MDA 500測量結果。
過沖電壓有什么危害?
可能是過沖電壓 擊穿設備的絕緣,如電機的匝間絕緣。瞬態過電壓的沖擊可能不會立即中斷設備。隨著多次沖擊的積累,設備可能會逐漸損壞,較終導致損壞。
變頻電機,瞬態沖擊電壓-電機損壞
匝間絕緣:變頻電機運行安全評價
1.由變頻器供電的電機通常有過沖壓。機端實際瞬態電壓的沖擊峰值取決于變頻器、電纜長度等因素。
2.電機的匝間絕緣只能承受一定程度的沖擊電壓。
3.如果沖擊電壓超過電機的絕緣指標,電機將有損壞的風險。
電機端沖擊電壓的較大允許值 :
標準電機:根據相關電機標準 - IEC(GB)、NEMA。 特種電機:根據電機制造商的說明、檢測報告等。傳統的過沖電壓解決方案:電抗器、濾波器
原理:抑制過沖壓
低通濾波器安裝在變頻器輸出端。 變頻器輸出端,串聯電抗器。 并聯電機端RC阻抗。案例:串聯電抗器解決方案,Fluke MDA實測
無縫鋼管廠:變頻風機,變頻器與電機之間的電纜長度約為10m。客戶采用串聯電抗器解決方案MDA判斷其電機是否能安全運行。
MDA現場測量結果
結論:電機 OK,沒問題。
目前, 電抗器、濾波器方法,建議作為特殊情況的解決方案,而不是基本和普遍的解決方案。
變頻電機行業雖然采用電抗器和濾波器來降低沖擊電壓峰值,但已經實施了20年左右,但該方案也有一些負面影響:
這些附加裝置增加了額外的能源損耗。顯然,它與變頻節能的初衷相沖突。 增加了變頻驅動系統的成本。 附加以降低系統控制和運行的可靠性。IEC/GB 較新標準:良好解決方案
原理:過電壓與絕緣配合:
兩者結合了電機端的沖擊過電壓和電機繞組的絕緣強度。
1、電機廠家
IEC標準 - 變頻專用電機產品的沖擊電壓絕緣性能。(IVIC)標準化電機產品的沖擊電壓耐受性。
2、電機用戶
根據現場機端的沖擊電壓特性,選擇相應的IVIC等級電機。
案例:建議更換有損壞風險的電機
數據中心:由變頻器驅動的380冷凍泵V、30kW普通工頻電機(YE3 200L-4)。電纜長15m,已投運3年。
OF = 1.7 - 在這種環境下,普通工頻定速電機有匝間絕緣損壞的風險 !
建議:采用變頻器專用電機,沖擊電壓絕緣等級應嚴酷。
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