變頻器作為一種高效的電機(jī)控制裝置，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域以調(diào)節(jié)電機(jī)的工作速度和扭矩。然而，使用變頻器時(shí)必須考慮到其對(duì)電機(jī)潛在的損傷，主要包括定子繞組損傷和軸承損傷。這些損傷機(jī)制的理解對(duì)于確保電機(jī)的長期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

定子繞組損傷

不匹配的阻抗和電壓沖擊

變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)產(chǎn)生的是非標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓波形，而是脈寬調(diào)制（PWM）的波形。這種波形在電纜傳輸過程中，如果遇到電纜阻抗與負(fù)載阻抗不匹配的情況，將在負(fù)載端產(chǎn)生反射，進(jìn)而形成過電壓。這種過高的電壓沖擊對(duì)電機(jī)定子的線圈是極為不利的，頻繁的過電壓沖擊可能導(dǎo)致線圈過早老化甚至損壞。

載波頻率的雙重影響

變頻器的載波頻率是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它直接影響到輸出電流波形的質(zhì)量。載波頻率較高時(shí)，輸出電流波形更接近于正弦波，這有助于降低電機(jī)的運(yùn)行溫度，從而延長絕緣材料的使用壽命。然而，高載波頻率也意味著每秒產(chǎn)生的尖峰電壓數(shù)量增多，這增加了對(duì)電機(jī)繞組的電氣沖擊次數(shù)，可能加速絕緣材料的老化。

軸承損傷

高頻電流和電弧放電

變頻器操作中的另一個(gè)問題是對(duì)電機(jī)軸承的潛在損害。當(dāng)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，內(nèi)部的電磁場不平衡可能會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。同時(shí)，雜散電容效應(yīng)可形成一個(gè)高頻電流通路，該通路可以穿過電機(jī)軸承。由于軸承并不是為了承載電流而設(shè)計(jì)的，這種高頻電流的流過會(huì)在軸承中產(chǎn)生斷續(xù)連通的狀態(tài)，導(dǎo)致電弧放電。這種電弧放電會(huì)逐漸侵蝕軸承表面，最終導(dǎo)致軸承失效。