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变频器|变频器损伤电机的秘密，你知道多少？

尽管变频器损伤电机的现象越来越被人们所关注 ， 但是人们对造成这种现象的机理还不清楚 ， 更不知道如何来预防 。
变频器|变频器损伤电机的秘密，你知道多少？
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1、变频器对电机的损伤
变频器对电机的损伤包括两个方面 ， 定子绕组的损伤和轴承的损伤 。 这种损伤一般发生在几周至十几个月内 ， 具体时间与变频器的品牌、电机的品牌、电机的功率、变频器的载波频率、变频器与电机之间的电缆长度、环境温度等诸多因素有关 。 电机的早期意外损坏给企业的生产带来巨大的经济损失 。 这种损失不仅是电机维修和更换带来的费用 ， 更主要的是意外停产带来的经济损失 。 因此 ， 在使用变频器驱动电机时 ， 必须对电机损伤的问题有足够的重视 。
2、变频器驱动与工频驱动的区别
要了解工频电机在变频器驱动条件下更容易损坏的机理 ， 首先了解变频器驱动电机的电压与工频电压有什么区别 。 然后再了解这种差别是如何对电机产生不良影响的 。
变频器的基本构造 ， 包括整流电路与逆变电路两部分 。 整流电路为普通二极管与滤波电容构成的直流电压输出电路 ， 逆变电路将直流电压变换成脉宽调制的电压波形（PWM电压） 。 因此 ， 变频器驱动电机的电压波形是脉宽变化的脉冲波形 ， 而不是正弦波电压波形 。 用脉冲电压驱动电机就是导致电机容易损坏的根本原因 。
3、变频器损伤电机定子绕组的机理
脉冲电压在电缆上传输时 ， 如果电缆的阻抗与负载的阻抗不匹配 ， 在负载端会产生反射 。 反射的结果是 ， 入射波与反射波叠加 ， 形成更高的电压 ， 它的幅度最大可以达到直流母线电压的2倍 ， 大约相当于变频器输入电压的3倍 。 过高的尖峰电压加在电机定子的线圈上 ， 对线圈造成电压冲击 ， 频繁的过电压冲击会导致电机过早失效 。
变频器驱动的电机受到尖峰电压的冲击后 ， 它的实际寿命与很多因素 ， 包括 ， 温度、污染、振动、电压、载波频率以及线圈绝缘的工艺等因素有关 。
变频器的载波频率越高 ， 输出电流波形越接近正弦波 ， 这会降低电机的运行温度 ， 从而延长绝缘的寿命 。 但是 ， 更高的载波频率意味着每秒钟产生的尖峰电压数量更多 ， 对电机的冲击的次数更多 。 图4给出了绝缘寿命随着电缆长度与载波频率的变化 ， 对于200英尺长的电缆 ， 当载波频率从3kHz提高到12kHz（变化4倍）时 ， 绝缘的寿命从大约8万小时降低到2万小时（相差4倍） 。
电机的温度越高 ， 绝缘的寿命越短 ， 当温度升高到75°C时 ， 电机的寿命只有50% 。 变频器驱动的电机 ， 由于PWM电压包含较多的高频成份 ， 电机温度会远高于工频电压驱动的情况 。

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