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變頻器運行中電機振動的原因及對策

變頻器帶電機運行期間,如果電動機產生振動,會使繞組絕緣和軸承壽命縮短,影響滑動軸承的正常潤滑,而且振動力促使絕緣縫隙擴大,使外界粉塵和水分入侵其中,造成絕緣電阻降低和泄露電流增大,甚至形成絕緣擊穿等事故。

另外,電動機產生振動,也容易使冷卻器水管振裂,焊接點振開,同時會造成負載機械的損傷,降低工件精度,導致所有遭到振動的機械部分的疲勞,使地腳螺絲松動或斷掉,并使電動機產生很大噪音。

電機產生振動的原因很多,主要有三種情況:電磁方面原因;機械方面原因;機電混合方面原因。本文主要介紹一下與變頻器相關的原因及處理方法。

一、變頻器輸出不平衡變頻器三相電壓輸出不平衡,導致電機三相電流不平衡,從而導致電機振動。這種情況有可能是變頻器IGBT、或控制IGBT觸發的回路出現問題,將故障元件更換就可解決問題。

二、電機發生共振這種情況,可以在變頻器中設定跳躍頻率來避免。以ACS510變頻器為例,假如電機的共振頻率為10-14HZ,則將參數2502危險頻率低限設為10HZ,2503危險頻率高限設為14HZ,如此變頻器將不會運行在10-14HZ區間,從而避免電機發生共振。

三、諧波影響在變頻器中,通常使用晶閘管、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等開關元件來控制電源的輸出電壓和頻率。這些開關元件在開關過程中會引入非線性特性,從而導致諧波的產生。當電機受到諧波的作用時,會產生額外的力矩,導致電機的轉子振動。高次諧波的產生與頻率范圍、傳輸路徑、環摬條件等相關。

我們通常可以通過加裝輸入、輸出電抗器等濾波裝置來減少諧波的產生。

四、參數設置問題變頻器的參數設置不合理會導致電機運行時產生抖動。解決辦法是根據電機的特性和工作要求,合理設置變頻器的參數,如加速時間、減速時間等,如大力矩負載應使用矢量控制或DTC控制等。

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