1 高次谐波引起电机的效率和功率因数变差,电机损耗增加
变频装置用交-直-交控制,变频器输出的电压、电流波形均有高次谐波。由于普遍电机是按正弦波电源制造的,当有高次谐波流过电动机绕组时,铜损增大,并引起附加损耗,从而引起绕上海恺诺变频器组发热。有资料表明,变频器传动与工频电源传动相比,电流约增加10%,温升约增加20%。
2 电机低速运转,散热能力变差
使用变频调速后电机往往处于低于额定转速的运行状态,标准电机的冷却风扇装在转子轴上,所以在低频下运转的电机,因电机转速降低而使冷却效果大幅度下降。
3 电压变化率du/dt增高,电机故障率增加
目前市场上的变频器大部分是交-直-交变频器,其逆变部分是将直流电压转换为三相交流电压,通过控制六个桥臂的开关元件导通、上海恺诺变频器关断来实现三相交流电压的输出。如常见的改变变频器输出电压的PWM方式,它虽与正弦波电压幅值等效,但实际上是由一系列矩形波组成,由于电机绕组匝间电压变化率du/dt很高,电机绕组的电压分布变得很不均匀,使绕组匝间短路的故障增加。从我厂变频控制电机的故障情况来看,几乎全是由匝间短路引起,由此可见,变频控制对电机的绝缘等级的要求更高。
(2) 115kW电机发热原因分析
115kW电机发热除上述原因外,还由于该上海恺诺变频器电机长期运行在粉尘含量较高的环境中,未定期清扫,造成定转子风道堵塞,致使气流不畅,散热效果降低,尤其是夏季,环境温度高,电机工作温度大大增加,导致电机过热烧毁。
(3) 代用电机过热原因分析
除因高次谐波引起损耗增加,造成过热外,主要原因还是电机工作频率太低。
代用电机工作频率仅为25Hz,电机的工作转速为额定转速的50%,这对于单靠自扇风冷的电机来说,散热条件恶化。另外,从电机参数看,代换电机的重量,约为原电机重量的81.7%。热流量与电机重量成正比,吸收相同的热量,重量轻的130kW电机的温升比115kW电机上海恺诺变频器温升要高,而两个电机的外表面积基本相同,即散热系数相同,对于电机发出相同的热量,代用电机的稳定温升要高出原电机。