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变频器是怎样损伤电机轴承的

发布时间:2017-10-23

  变频器对电机绕组绝缘的损伤逐渐被大家所认识,但是变频器为什么会损伤电机的轴承是很多人不理解的。要理解这个问题需要了解两个现象:
  第一,变频器施加到电机电源线上的电压是频率很高的尖峰电压,如图1所示。
  变频器输出电缆对电机外壳的电压
  图1 变频器输出电缆对电机外壳的电压
  第二,需要了解这些高频的尖峰电压是能够通过电容形成电流的。
  了解了上面的两个概念,就容易理解变频器损伤电机的机理了。我们用图2的模型说明这个过程。
  图2中,变频器输出电缆上有共模电压(共模电压就是对地之间的电压)VC,VC是图1所示的尖峰电压,这个尖峰电压中包含了丰富的高频成份,当它施加在电机的定子绕组上,通过定子绕组与电机轴杆直间的杂散电容耦合到电机轴杆上,电机轴杆与电机外壳之间通过轴承连接,电机的外壳与地连接。形成一个电流回路。
  变频器损伤电机的模型
  图2 变频器损伤电机的模型
  这种高频电流轴承流到地上,称为轴承电流。需要注意的是,在轴承中有润滑油,起到绝缘作用。但是在轴承高速旋转时,绝缘强度时高时低,有时甚至彻底导通。因此,导致由于轴杆与轴瓦之间的导电通路时通时断,引起电火花(就象接触式开关接通和断开的瞬间产生的弧光一样),电火花的烧蚀引起轴承损害,如图3所示。
  被电火花烧蚀的轴承
  图3 被电火花烧蚀的轴承
  那么怎样解决轴承损伤的问题呢?
  一种是机械的方法,就是在电机轴杆上安装一个接地刷,每时每刻都保证轴杆与电机外壳连接,就不会出现打火花了。
  另外一个是从电气的角度解决,在变频器的输出端安装SWF正弦波滤波器和EMFO共模干扰滤波器。航天绿电的系列产品为解决轴承损伤问题提供了完整的解决方案。