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变频器故障引起的一系列问题

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变频器故障引起的一系列问题

发布日期:2019-01-10 作者: 点击:

暂时搁置整个气候变化的争论,毫无疑问,通过减少能源消耗,整个行业将会受益。特别是化工行业将能源效率和节约能源放在首位,许多工厂越来越关注如何更好地管理能源使用。正如美国能源部(DOE)最近推出的“现在节约能源”所强调的那样,肯定存在更多的机会。针对主要化工厂以及其他大型工业设施的倡议。已经在广泛的运营商,供应商,政府机构和行业机构中获得支持的一项举措是使用VFD。这些VFD可用于运行工厂的交流电机,这些交流电机以前可能一直以恒定速度运行。美国能源部估计,通过改用节能技术(如变频驱动器)可以节省国家工业电机消耗的大约18%的能源,这似乎是一个对他们有利的开放和关闭的案例。而且,它已在大多数应用程序中得到证明。但是,有时候,从变频驱动器上运行交流电机可能会导致许多工艺工程师之前可能没有遇到的问题。变频器

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提示我们开始通过我们提供的分析现场故障的服务来解决VFD问题。宾夕法尼亚州Kulpsville的SKF美国应用工程总监Dan Snyder谈到了几年前向轴承制造商报告的一系列轴承噪音和油脂失效问题。VFD问题似乎与通过轴承的某种放电直接相关,Snyder说,它表现为可能在整个润滑间隙产生电弧。虽然电弧往往是隔离和局部的,但对轴承的影响几乎就像是一系列小的雷击,他说。这些罢工?熔化并重新进入发生放电的内部轴承表面,结果是一些表面材料剥落并剥落以在轴承中产生噪音。然而,最初的症状几乎是肉眼看不见的。损坏的表面看起来是暗淡的,其特征在于熔融的凹痕或微孔,其直径可以仅为约5至8μm,而不管它们是在内环,外环还是滚动元件上。变频器最初,这种现在被称为放电加工(EDM)效应的损坏被归结为杂散电流的可能性,例如,在电动机或VFD上进行的接地焊接工作不充分。但是最近,斯奈德说,我们开始越来越多地看到这个问题越来越多地出现在配备变速控制的VFD的交流电机上。频率越高,我们看到的轴承损坏就越大。当特征轴承凹槽变得可见时,典型的VFD损坏类型才真正出现。这是由于滚动元件不断越过微孔板并将节奏模式蚀刻到轴承座圈的运行表面中的动态效应引起的。来自轴承的噪音和振动增加,并且最终劣化将导致轴承完全失效。即使轴承本身不受这些排放的影响,它的润滑也可能。润滑脂组合物在电流放电的作用下会迅速降解,产生高的局部温度,导致润滑剂的添加剂和基础油反应,燃烧或烧焦油。原因根据电机和变频器制造商的说法就是所谓的共模电压。在正常情况下,典型的三相正弦电源是平衡的和对称的,变频器三相的矢量和总是等于零,中性点为零伏。然而,变频驱动器通过将该正弦线AC电压转换为DC,然后再转换为脉冲宽度调制(PWM)来工作。可变频率的交流电压,通过它可以控制电动机的速度。这些脉冲的开关频率范围可以从1kHz到20kHz,并且虽然电压可以在峰值幅度上平衡,但是这种变化使得不可能在瞬间实现各相之间的完美平衡。当发生这种情况时,中性点不再为零,而是可以定义为共模电压。变频器共模电压在电机轴中感应出电流,变频器解释布朗,这是共模电流?这会导致问题。同样,这不是一个新问题。布朗回到了北海海上石油和天然气生产设备的早期阶段,大型3.3kV VFD系统通常没有接地,杂散电流问题成为原因。基本上变频器,他说,有人发现,如果你没有平衡的供应,你就会以循环电流结束。可变频率驱动器可以引起循环电流已经有一段时间了解,但是这个问题似乎已经因为变频驱动器越来越受欢迎,即快速切换而变得更加恶化。绝缘栅双极晶体管(IGBT)VFD中常用的技术。正如布朗的同事,芬兰赫尔辛基ABB工业公司的VFD设计经理Matti Laitinen所解释的那样:现代电源产生的快速上升电压脉冲包含高频率,这些高频率会引发高频电流,这些高频电流会流过杂散电容。电机系统。这种电流是总共模电流的一部分,并遵循称为共模环路的路径。根据VFD系统架构和所使用的安装技术,可以在任何VFD系统中形成几个这样的环路,但它们都始于共模电压源,即逆变器本身。在这里,VFD直流母线的波动电位在非常高的脉冲频率下产生大电流,变频器


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