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造成牵引电机烧坏的原因分析

文章出处:hongfeng作者:hongfeng人气:发表时间:2017-12-05 10:21【
由于现在所有市售牵引电机保护器,全都是通过采集电流或电压变化的数值,从而达到保护电机的目的;但因各种原因造成的电机轴承损毁,转子偏心,进而造成电机扫膛,烧毁电机的问题这些保护器都起不到保护的功能了,因为只有当电机扫膛后,绕组烧坏短路了,这类保护器才会动做,但为时已晚;到目前为止还没有一种智能化的针对电机轴承进行保护的产品;许多用户只能用人工时刻监视或定期巡检测试轴承处温度变化的方法,对一些大电机进行人为地保护。这种方法有两个弊端存在:1、是增加了人员工作量,加大了企业的人员费用,同时还无法对所有电机进行看护。2、是人工检测必竞是有时间限制的,24小时内不可能时刻不离人,那么在非检测的时间内如果轴承损毁,导致转子信心,电机扫膛,烧毁电机的事故就无法避免了
  普通牵引电机由变频器驱动时,寿命大幅度缩短,严重时,几个月就出现定子绕组损坏。由此导致的停产给企业造成巨大的损失。
  电机损坏的原因是变频器在电机的定子绕组上产生很高的尖峰电压,尖峰电压的幅度超过了绕组的绝缘强度,导致绕组损坏。尖峰电压的幅度会达到变频器额定工作电压的3倍以上,例如,对于额定电压380V的变频器,尖峰电压的幅度超过1200V。这种尖峰电压每秒对电机定子绕组冲击上千次,很快就会导致定子绕组的损坏,。
  另外,变频器还会在电机的轴承中产生轴承电流,轴承中长时间流过轴承电流,会造成轴承的烧毁,
  功率越小的电机,定子绕组越容易损坏;功率越大的电机,轴承越容易损坏。
  导致交流电机的轴承中流过电流的原因主要有两个,第一,内部电磁场不平衡产生的感应电压,第二,杂散电容引起的高频电流通路。
  变频器输出的PWM电压导致电机内部的磁场不对称时,就会在轴杆上感应出电压,电压的幅度在10~30V,这与驱动电压有关,驱动电压越高,轴杆上的电压越高。当这个电压的数值超过轴承中的润滑油的绝缘强度时,就会形成一个电流通路。轴杆旋转过程中,在某个时刻,润滑油的绝缘又阻断了电流。这个过程类似于机械式°理想交流感应电机内部的磁场是对称的,当三相绕组的电流相等,并且相位相差120开关的通断过程,这个过程中会产生电弧,烧蚀轴杆、滚珠、轴碗的表面,形成凹坑。如果没有外部振动,小凹坑不会产生过大的影响,但是如果有外部振动时,会产生凹槽,这对电机的运转影响很大。
  另外,实验表明,轴杆上的电压还与变频器输出电压的基波频率有关,基波频率越低,轴杆上的电压越高,轴承损伤越严重。
  在工作的初期,润滑油温度较低的时候,电流幅度在5-200mA,这么小的电流不会对轴承产生任何损坏。但是,当马达运行一段时间后,随着润滑油温度升高,峰值电流会达到5-10A,这会产生飞弧,在轴承部件的表面形成小坑。