高級電氣點檢負(fù)載一

1、電氣設(shè)備狀態(tài)檢測與維護(hù)電氣設(shè)備狀態(tài)檢測與維護(hù)負(fù)載負(fù)載設(shè)備篇（設(shè)備篇（）1、應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)、應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 主 要 內(nèi) 容1.3變頻電源供電的交流異步感應(yīng)電機(jī)的選用 1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步感應(yīng)電機(jī)：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步感應(yīng)電機(jī)：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步感應(yīng)電機(jī)工作原理：三相兩極電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場原理圖三相兩極異步電機(jī)工作原理圖結(jié)構(gòu)簡潔、制造工藝相對簡單、相同容量情況下，體積小、結(jié)構(gòu)簡潔、制造工藝相對簡單、相同容量情況下，體積小、重量輕、

2、轉(zhuǎn)動慣量小，相應(yīng)的造價低、使用中保養(yǎng)簡便容易重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小，相應(yīng)的造價低、使用中保養(yǎng)簡便容易維護(hù)，一般經(jīng)久耐用，具有較高的性價比；同時，運行中無維護(hù)，一般經(jīng)久耐用，具有較高的性價比；同時，運行中無火花、適用于防爆場合，對使用環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，這些獨特火花、適用于防爆場合，對使用環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，這些獨特的優(yōu)點，決定了交流異步感應(yīng)電機(jī)在一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場以的優(yōu)點，決定了交流異步感應(yīng)電機(jī)在一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場以及居家生活中被得到廣泛的應(yīng)用，在冶金企業(yè)內(nèi)也被大量采及居家生活中被得到廣泛的應(yīng)用，在冶金企業(yè)內(nèi)也被大量采用，如輥道電機(jī)、風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵、油泵電機(jī)等。用，如輥道電機(jī)、風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵、油泵電機(jī)等。

3、1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的特點交流異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：交流異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為： n = 60f/p(1- s ) n = 60f/p(1- s ) （1-11-1）式中：式中：n n 電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分鐘分鐘f f 電源供電頻率電源供電頻率 Hz/Hz/秒秒p p 電機(jī)磁極極對數(shù)電機(jī)磁極極對數(shù)s s 電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率 1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的速度調(diào)節(jié) 變極對數(shù)調(diào)速 轉(zhuǎn)差功率不變型 交-交變頻器調(diào)速 變頻調(diào)速 交-直-交變頻器調(diào)速 電氣串級調(diào)速交流異步電機(jī)調(diào)速 轉(zhuǎn)差功率回饋型 串級調(diào)速 機(jī)械串級調(diào)速 晶閘管串級

4、調(diào)速 變電壓調(diào)速 轉(zhuǎn)差功率消耗型 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速 繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的速度調(diào)節(jié)1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的速度調(diào)節(jié)變極調(diào)速控制原理圖1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的速度調(diào)節(jié)交交調(diào)速控制原理圖三相交-交變頻系統(tǒng)原理圖1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的速度調(diào)節(jié)交直交調(diào)速控制原理圖三相交-直-交變頻系統(tǒng)原理圖1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流異步電機(jī)的速度調(diào)節(jié)串級調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速控制原理圖三相異步鼠籠電機(jī)電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)原理圖1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流

5、電機(jī)的速度調(diào)節(jié)n = U- Ia.Ra/Ce. （1-2）式中：n 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘U 直流電機(jī)電樞供電電壓； 伏Ia 直流電機(jī)電樞電流； 安培Ra 直流電機(jī)電樞電阻； 歐姆Ce 直流電機(jī)電動常數(shù)； 直流電機(jī)每極磁通； 1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)從上述公式中我們看到，對于一般直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)而從上述公式中我們看到，對于一般直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)而言，可以通過對直流電機(jī)電樞電壓的調(diào)節(jié)或改變電樞電阻，就言，可以通過對直流電機(jī)電樞電壓的調(diào)節(jié)或改變電樞電阻，就可以方便地對電樞電流進(jìn)行靈活的控制，達(dá)到平滑地連續(xù)改變可以方便地對電樞電流進(jìn)行靈活的控制，達(dá)到平滑地連續(xù)改

6、變電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求。經(jīng)典的傳動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求。經(jīng)典的傳動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的調(diào)速性能，和極高的動態(tài)響應(yīng)特性，獲得非常理想的傳動調(diào)速系統(tǒng)性能，和極高的動態(tài)響應(yīng)特性，獲得非常理想的傳動調(diào)速系統(tǒng)的控制品質(zhì)。的控制品質(zhì)。1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)典型直流調(diào)速控制系統(tǒng)原理圖1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的缺陷 多少年來人們在使用實踐中深深地感到，直流電機(jī)由于它的構(gòu)造決定了它存在著很大的使用局限，其中換向器的結(jié)構(gòu)使它的應(yīng)用前景受到了越來越大的挑戰(zhàn)，可以講直流電機(jī)的絕大部分的故障，以及日常主要的保養(yǎng)維護(hù)工作量是針對了直流電機(jī)的換向器

7、。換向器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜及故障的多發(fā)，使它的應(yīng)用場合越來越多地被壓縮，被替代。1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的主要缺陷 1.機(jī)械原因（1）電機(jī)振動。現(xiàn)象：電刷在換向器表面跳動。原因：電樞兩端的平衡塊脫落或位置移動。處理辦法：進(jìn)行平衡。低速，靜平衡；高速，動平衡。（2）換向器?，F(xiàn)象：電刷不能在換向器上平穩(wěn)滑動或火花增大。原因：換向器變形；片間云母突出；表面有疤痕或毛刺；換向器表面有油污。處理辦法：沾酒精擦拭；用與換向器表面吻合的曲面木塊墊上細(xì)砂紙磨換向器，嚴(yán)重則刀削外圓；云母突出則將云母下刻。直流電機(jī)換向常見故障及原因分析：直流電機(jī)換向常見故障及原因分析：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用

8、發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的主要缺陷 1.機(jī)械原因（3）電刷。現(xiàn)象：產(chǎn)生有害火花。原因：電刷彈簧壓力不合適；電刷材料不符合要求；電刷型號不一致；電刷與刷盒間配合太緊或太松；刷盒邊離換向器表面距離太大。處理辦法：電刷的彈簧壓力根據(jù)不同的電刷確定；同一電機(jī)使用同一型號的電刷；更換電刷用較細(xì)的玻璃砂紙研磨，空轉(zhuǎn)半小時，使換向器表面生成較好的氧化膜，再投入工作。直流電機(jī)換向常見故障及原因分析：直流電機(jī)換向常見故障及原因分析：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的主要缺陷2、 由機(jī)械引起的電氣原因現(xiàn)象：產(chǎn)生有害火花或火花增大。原因：磁極、刷盒的裝配有偏差。處理辦法：使各磁極、電刷安裝合適、分布均勻

9、，電刷架保持出廠時的位置，固定牢固。直流電機(jī)換向常見故障及原因分析：直流電機(jī)換向常見故障及原因分析：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的主要缺陷直流電機(jī)換向常見故障直流電機(jī)換向常見故障換向器環(huán)火：換向器環(huán)火：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的主要缺陷直流電機(jī)換向常見故障直流電機(jī)換向常見故障換向器環(huán)火：換向器環(huán)火：1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變直流電機(jī)應(yīng)用的主要缺陷直流電機(jī)換向常見故障直流電機(jī)換向常見故障因換向器環(huán)火刷握放電痕跡：因換向器環(huán)火刷握放電痕跡：換向器環(huán)火刷握放電痕跡1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流變頻控制技術(shù)的發(fā)展 上世紀(jì)七十年代初，隨著大

10、規(guī)模集成電路和計算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，特別是發(fā)明了矢量控制技術(shù)、通過坐標(biāo)變換，把交流電機(jī)的定子電流分解成轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量，用以分別控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，使交流傳動也能具備寬泛的調(diào)速范圍，高的調(diào)速性能，快的響應(yīng)性能及在象限運行的良好技術(shù)性能，因此同樣也可以獲得與傳統(tǒng)直流傳動系統(tǒng)相仿的系統(tǒng)高動態(tài)性能，使交流傳動技術(shù)取得了突破性的發(fā)展。 1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流變頻控制技術(shù)的發(fā)展 近年來，國際上變頻調(diào)速傳動裝置以每年近年來，國際上變頻調(diào)速傳動裝置以每年13%13%16%16%的增長速度在遞增。的增長速度在遞增。 在寶鋼現(xiàn)場各主要生產(chǎn)單元的主傳動裝置，也

11、經(jīng)歷在寶鋼現(xiàn)場各主要生產(chǎn)單元的主傳動裝置，也經(jīng)歷了一場由一期的模擬直流傳動控制系統(tǒng)為主，逐步改造了一場由一期的模擬直流傳動控制系統(tǒng)為主，逐步改造成直流數(shù)字系統(tǒng)，到二期、三期的全交流傳動的演變過成直流數(shù)字系統(tǒng)，到二期、三期的全交流傳動的演變過程，并且現(xiàn)場的絕大部分直流傳動裝置都將面臨逐步被程，并且現(xiàn)場的絕大部分直流傳動裝置都將面臨逐步被交流調(diào)速傳動裝置所替代的趨勢。交流調(diào)速傳動裝置所替代的趨勢。1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流變頻控制技術(shù)的發(fā)展 上世紀(jì)九十年代建成的寶鋼二期工程上世紀(jì)九十年代建成的寶鋼二期工程20502050熱軋、熱軋、20302030冷軋冷軋仍以直流電機(jī)為主，但是開始了

12、以交代直的探索。仍以直流電機(jī)為主，但是開始了以交代直的探索。20502050熱軋熱軋R4R4粗軋機(jī)首次采用了交流同步機(jī)作為主軋機(jī)，粗軋機(jī)首次采用了交流同步機(jī)作為主軋機(jī)，R3R3粗軋機(jī)采用了交粗軋機(jī)采用了交交變頻器供電的交流變頻同步機(jī)，同時熱軋層流輥道和煉鋼連交變頻器供電的交流變頻同步機(jī)，同時熱軋層流輥道和煉鋼連鑄輥道都成功地采用了交流變頻調(diào)速控制的交流電動機(jī)。鑄輥道都成功地采用了交流變頻調(diào)速控制的交流電動機(jī)。 到了寶鋼三期到了寶鋼三期15801580熱軋、熱軋、14201420冷軋、冷軋、15501550冷軋、高速線材冷軋、高速線材等產(chǎn)線，除了等產(chǎn)線，除了15801580熱軋部分板坯庫輥道和精

13、整線上仍少量采用熱軋部分板坯庫輥道和精整線上仍少量采用直流電機(jī)之外，全部主傳動均采用了交流變頻調(diào)速控制技術(shù)。直流電機(jī)之外，全部主傳動均采用了交流變頻調(diào)速控制技術(shù)。1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流變頻控制技術(shù)的發(fā)展 交流電機(jī)傳動與直流電機(jī)傳動系統(tǒng)的比較：交流電機(jī)傳動與直流電機(jī)傳動系統(tǒng)的比較：1 1）、交流電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小，直流電機(jī)受換向條件的限制，電樞結(jié)構(gòu)）、交流電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小，直流電機(jī)受換向條件的限制，電樞結(jié)構(gòu)必須必須“短而粗短而粗”交流電機(jī)可以設(shè)計得交流電機(jī)可以設(shè)計得“細(xì)而長細(xì)而長”；2 2）、交流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)可以與直流系統(tǒng)相媲美，有的）、交流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)可以與

14、直流系統(tǒng)相媲美，有的甚至優(yōu)于直流系統(tǒng)；甚至優(yōu)于直流系統(tǒng)；3 3）、交流電機(jī)效率高、損耗小，冷卻風(fēng)量少，通風(fēng)設(shè)備容量減少；）、交流電機(jī)效率高、損耗小，冷卻風(fēng)量少，通風(fēng)設(shè)備容量減少；4 4）、交流電機(jī)可以無刷化，不受安裝環(huán)境制約，故障少，維護(hù)量?。?、交流電機(jī)可以無刷化，不受安裝環(huán)境制約，故障少，維護(hù)量小，運行可靠；，運行可靠；1.1交流異步感應(yīng)電機(jī)及應(yīng)用發(fā)展演變交流變頻控制技術(shù)的發(fā)展 在大量采用變頻控制技術(shù)，對普通交流異步感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)在大量采用變頻控制技術(shù)，對普通交流異步感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)控制的過程中，出現(xiàn)了部分電機(jī)絕緣早期損壞的現(xiàn)象，許多電節(jié)控制的過程中，出現(xiàn)了部分電機(jī)絕緣早期損壞的現(xiàn)象

15、，許多電機(jī)運行壽命往往只有短短的機(jī)運行壽命往往只有短短的1 12 2年，嚴(yán)重的甚至只有幾個星期的年，嚴(yán)重的甚至只有幾個星期的使用壽命。使用壽命。大量的現(xiàn)場實踐告訴我們，過去研究發(fā)展的采用工頻正弦波供電大量的現(xiàn)場實踐告訴我們，過去研究發(fā)展的采用工頻正弦波供電條件下的電機(jī)設(shè)計理論，已經(jīng)不能適應(yīng)于采用變頻控制電源進(jìn)行條件下的電機(jī)設(shè)計理論，已經(jīng)不能適應(yīng)于采用變頻控制電源進(jìn)行驅(qū)動的交流異步感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計、制造和電機(jī)的選型了。驅(qū)動的交流異步感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計、制造和電機(jī)的選型了。 應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨哪些問題呢？1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 了解變壓變頻裝置 從整體線路結(jié)構(gòu)上看，靜止式

16、電力電子變壓變頻器（從整體線路結(jié)構(gòu)上看，靜止式電力電子變壓變頻器（VVVFVVVF裝裝置）可以將它們分為交置）可以將它們分為交交和交交和交直直交兩大類。其中交交兩大類。其中交交變交變壓變頻器主要應(yīng)用于大功率交流調(diào)速系統(tǒng)，由于它在線路中省去壓變頻器主要應(yīng)用于大功率交流調(diào)速系統(tǒng)，由于它在線路中省去了中間直流環(huán)節(jié)，只采用一次變流技術(shù)，因此變流效率比較高，了中間直流環(huán)節(jié)，只采用一次變流技術(shù)，因此變流效率比較高，可以方便地實現(xiàn)可以方便地實現(xiàn)象限的工作，低頻時裝置輸出的波形接近正弦象限的工作，低頻時裝置輸出的波形接近正弦波，但是這種變頻裝置的接線復(fù)雜，所使用的功率器件數(shù)量多，波，但是這種變頻裝置的接線復(fù)雜

17、，所使用的功率器件數(shù)量多，總體講設(shè)備相當(dāng)龐大。總體講設(shè)備相當(dāng)龐大。 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 了解變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-交變頻主回路原理圖了解變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-交變頻器 uA相輸出波形圖了解變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交交- -交變頻裝置的功率因數(shù)低，線路諧波電流分量大交變頻裝置的功率因數(shù)低，線路諧波電流分量大，輸出波形頻譜復(fù)雜，因此必須額外配置濾波和無功補(bǔ)，輸出波形頻譜復(fù)雜，因此必須額外配置濾波和無功補(bǔ)償設(shè)備。這樣的裝置還受到電網(wǎng)頻率和裝置變流電路脈償設(shè)備。這樣

18、的裝置還受到電網(wǎng)頻率和裝置變流電路脈動數(shù)的限制，一般它所輸出的電源頻率較低，其最高輸動數(shù)的限制，一般它所輸出的電源頻率較低，其最高輸出頻率一般不超過供電電網(wǎng)頻率的出頻率一般不超過供電電網(wǎng)頻率的1/31/31/21/2，所以只能，所以只能用于低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速系統(tǒng)，這是制約它使用場合的主用于低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速系統(tǒng)，這是制約它使用場合的主要因素。要因素。了解變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 在交在交直直交變壓變頻器中，從線路中間直流環(huán)節(jié)交變壓變頻器中，從線路中間直流環(huán)節(jié)直流電源性質(zhì)的不同，這種逆變器又分為電壓源型直流電源性質(zhì)的不同，這種逆變器又分為電壓源型（ Voltage S

19、ource Inverters Voltage Source Inverters）和電流源型和電流源型（CSI courrent Source InvertersCSI courrent Source Inverters）兩種基本形兩種基本形式。式。變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-直-交電壓型變頻主回路原理圖變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-直-交串聯(lián)二極管電流型變頻主回路原理圖變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-直-交電壓型變頻主回路原理圖變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 電壓源型逆變

20、器屬于恒壓源，電壓控制響應(yīng)慢，不容易波動，適合做多臺電動機(jī)同步運行時的公共供電電源使用。而采用電流源型逆變器的系統(tǒng)則與之相反，它不適合使用于多電動機(jī)傳動系統(tǒng)，但是它可以滿足快速起制動和可逆運行的場合。 變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-直-交變頻輸出電壓波形圖變壓變頻裝置 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 交-直-交變頻輸出電流波形圖變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 學(xué)習(xí)過變頻裝置逆變器的基本線路構(gòu)成及工作原理學(xué)習(xí)過變頻裝置逆變器的基本線路構(gòu)成及工作原理后，不難理解不論是電壓源型逆變器還是電流源型逆后，不難理解不論是電壓

21、源型逆變器還是電流源型逆變器，它們所輸出的基本波形的基波內(nèi)都不可避免地變器，它們所輸出的基本波形的基波內(nèi)都不可避免地含有頻譜非常豐富的各種高次諧波成份，這些高次諧含有頻譜非常豐富的各種高次諧波成份，這些高次諧波對外表現(xiàn)為非正弦性，而且一般頻率都高于工頻，波對外表現(xiàn)為非正弦性，而且一般頻率都高于工頻，屬于高頻部分，那么相對于主要設(shè)計時以工頻電源為屬于高頻部分，那么相對于主要設(shè)計時以工頻電源為基本頻率的交流異步感應(yīng)電機(jī)而言它們的影響是非?；绢l率的交流異步感應(yīng)電機(jī)而言它們的影響是非常嚴(yán)重的。嚴(yán)重的。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變

22、頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 X X2s2s=2.S.f=2.S.f1 1.L.L2 2 （1-31-3）式中：式中：SS異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率f f1 1異步電機(jī)供電電源的頻率；異步電機(jī)供電電源的頻率； （這里還應(yīng)該考慮電源基波所包含的高次諧波成分的頻（這里還應(yīng)該考慮電源基波所包含的高次諧波成分的頻率值）率值）L L22異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路的漏感；異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路的漏感； 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交

23、流異步電機(jī)的影響 我們知道對于交流異步感應(yīng)電機(jī)的工作原理它主要建立我們知道對于交流異步感應(yīng)電機(jī)的工作原理它主要建立在電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率在電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率“S”S”上，上，也就是說，交流異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子空間旋轉(zhuǎn)也就是說，交流異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子空間旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速始終存在差異，只有這樣轉(zhuǎn)子繞組才可能被定磁場的轉(zhuǎn)速始終存在差異，只有這樣轉(zhuǎn)子繞組才可能被定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線所切割，才可能感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢子旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線所切割，才可能感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，從而使電機(jī)轉(zhuǎn)子能輸出轉(zhuǎn)矩。而轉(zhuǎn)差率是分和感應(yīng)電流，從而使電機(jī)轉(zhuǎn)子能輸出轉(zhuǎn)矩。

24、而轉(zhuǎn)差率是分析異步電機(jī)運行狀態(tài)的重要參數(shù)之一。析異步電機(jī)運行狀態(tài)的重要參數(shù)之一。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S S直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電勢的頻率、感應(yīng)電動直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電勢的頻率、感應(yīng)電動勢的幅值及轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)等。它與電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的感勢的幅值及轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)等。它與電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的感抗抗X X22和阻抗和阻抗Z Z2 2的關(guān)系也是致關(guān)重要的，在一般工頻電源供電的關(guān)系也是致關(guān)重要的，在一般工頻電源供電的運行條件下這些

25、漏感和阻抗的數(shù)值對于電機(jī)運行狀態(tài)的影的運行條件下這些漏感和阻抗的數(shù)值對于電機(jī)運行狀態(tài)的影響，在電機(jī)設(shè)計時已經(jīng)加以充分考慮了。但是當(dāng)供電電源換響，在電機(jī)設(shè)計時已經(jīng)加以充分考慮了。但是當(dāng)供電電源換成含有大量高次諧波成份的變頻電源，而且工況條件又是多成含有大量高次諧波成份的變頻電源，而且工況條件又是多變的不同參數(shù)后，根據(jù)計算公式我們不難理解它將造成的影變的不同參數(shù)后，根據(jù)計算公式我們不難理解它將造成的影響。響。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 T=C

26、T=CT T.I.I2 2.COS.COS2 2 （1-41-4）式中：式中：TT異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；C CT T異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，由電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來決定；異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，由電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來決定； 電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙中合成旋轉(zhuǎn)磁場的每極的磁通量，電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙中合成旋轉(zhuǎn)磁場的每極的磁通量，Wb;Wb;變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 I I2 2. .和和 COSCOS2 2 又分別為：又分別為： （1-51-5） （1-61-

27、6）從從(1-3)(1-3)式中可知式中可知X X2020 都和都和f f1 1有關(guān)，這樣有關(guān)，這樣I I2 2和和COSCOS2 2也必然有影也必然有影響。響。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 上述（1-4）公式說明，三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通與轉(zhuǎn)子電流的有功分量相互作用產(chǎn)生的。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對

28、普通交流異步電機(jī)的影響 公式還揭示了頻率越高，最大電磁轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率越小；轉(zhuǎn)子漏抗越大，最大電磁轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率越??；同時頻率越高，電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩越小；頻率越高轉(zhuǎn)子漏抗也越大，起動轉(zhuǎn)矩也會越小。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 因此當(dāng)電機(jī)供電電源變成基波成份含有大量高次諧波的變頻電源后，因此當(dāng)電機(jī)供電電源變成基波成份含有大量高次諧波的變頻電源后，這些非正弦的高次諧波對電機(jī)的影響，主要體現(xiàn)在電機(jī)磁路中將伴隨產(chǎn)這些非正弦的高次諧波對電機(jī)的影響，主要

29、體現(xiàn)在電機(jī)磁路中將伴隨產(chǎn)生諧波磁勢和電路中的諧波電流，不同幅值和頻率的諧波電流及磁通的生諧波磁勢和電路中的諧波電流，不同幅值和頻率的諧波電流及磁通的諧波必將引起電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子漏抗增大，繞組銅耗、鐵芯鐵耗的增加變諧波必將引起電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子漏抗增大，繞組銅耗、鐵芯鐵耗的增加變化，這些損耗都使異步電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低。同時，這些損耗絕化，這些損耗都使異步電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低。同時，這些損耗絕大部分的能量都是轉(zhuǎn)變成熱能，引起電機(jī)的附加發(fā)熱，導(dǎo)致普通異步電大部分的能量都是轉(zhuǎn)變成熱能，引起電機(jī)的附加發(fā)熱，導(dǎo)致普通異步電機(jī)工作溫升的增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，機(jī)工作溫升的增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，如果使用一般

30、普通的交流異步感如果使用一般普通的交流異步感應(yīng)電機(jī)，采取變頻電源供電的話，其溫升一般要增加應(yīng)電機(jī)，采取變頻電源供電的話，其溫升一般要增加10%10%20%20%。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 電機(jī)在運行的過程中，內(nèi)部在不斷地進(jìn)行著電磁、磁電的能電機(jī)在運行的過程中，內(nèi)部在不斷地進(jìn)行著電磁、磁電的能量轉(zhuǎn)換，當(dāng)電源基波內(nèi)參雜著大量高次諧波后這些諧波成分也必量轉(zhuǎn)換，當(dāng)電源基波內(nèi)參雜著大量高次諧波后這些諧波成分也必然參與到這些磁電或電磁能量的轉(zhuǎn)換中去，

31、在頻繁的轉(zhuǎn)換過程中然參與到這些磁電或電磁能量的轉(zhuǎn)換中去，在頻繁的轉(zhuǎn)換過程中它們必然會產(chǎn)生它們必然會產(chǎn)生一定的一定的影響。影響。 而而諧波磁動勢和轉(zhuǎn)子諧波電流合成產(chǎn)生的恒定諧波電磁轉(zhuǎn)矩諧波磁動勢和轉(zhuǎn)子諧波電流合成產(chǎn)生的恒定諧波電磁轉(zhuǎn)矩和隨諧波脈動的諧波電磁轉(zhuǎn)矩和隨諧波脈動的諧波電磁轉(zhuǎn)矩還還將將不可避免地不可避免地帶來電機(jī)磁場的脈帶來電機(jī)磁場的脈動，這些脈動磁場是引起電機(jī)轉(zhuǎn)矩振動的電磁因素，造成電機(jī)轉(zhuǎn)動，這些脈動磁場是引起電機(jī)轉(zhuǎn)矩振動的電磁因素，造成電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，（主要發(fā)生在低速段，使設(shè)備在低速段運轉(zhuǎn)不速不穩(wěn)定，（主要發(fā)生在低速段，使設(shè)備在低速段運轉(zhuǎn)不平平穩(wěn)）穩(wěn)）。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1

32、.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 這些脈動磁場這些脈動磁場一方面會造成設(shè)備運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定，甚至影響到一方面會造成設(shè)備運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定，甚至影響到設(shè)備設(shè)備所所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。同時它對電機(jī)的自身結(jié)構(gòu)也具有一定的生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。同時它對電機(jī)的自身結(jié)構(gòu)也具有一定的破壞作用，其中尤其對軸承的非正常損壞的影響更是不容忽視。破壞作用，其中尤其對軸承的非正常損壞的影響更是不容忽視。這種非正弦的諧波一旦與電機(jī)這種非正弦的諧波一旦與電機(jī)的的機(jī)械、通風(fēng)等其他因素引起的振機(jī)械、通風(fēng)等其他因素引起的振動或

33、噪聲相互干涉，形成各種激振力，當(dāng)這些振動力的頻率與電動或噪聲相互干涉，形成各種激振力，當(dāng)這些振動力的頻率與電機(jī)部件的機(jī)械固有振動頻率一致或相接近時機(jī)部件的機(jī)械固有振動頻率一致或相接近時就就會產(chǎn)生諧振，從而會產(chǎn)生諧振，從而加大振動加大振動的的幅值和噪聲幅值和噪聲的的音量。音量。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 從電路的角度從電路的角度分析分析，我們在應(yīng)用變頻電源供電時，我們在應(yīng)用變頻電源供電時，對于變頻對于變頻電源基波內(nèi)所包含的高次諧波對于普通交

34、流異步電機(jī)的影響，我電源基波內(nèi)所包含的高次諧波對于普通交流異步電機(jī)的影響，我們還要考慮到電機(jī)電路與大地間存在的雜散電容與雜散電感對電們還要考慮到電機(jī)電路與大地間存在的雜散電容與雜散電感對電機(jī)運行所帶來的影響。在工頻恒壓供電條件下，這些雜散的電容機(jī)運行所帶來的影響。在工頻恒壓供電條件下，這些雜散的電容與電感基本可以加以忽略。它們的數(shù)值可能微乎其微。但是，當(dāng)與電感基本可以加以忽略。它們的數(shù)值可能微乎其微。但是，當(dāng)電源內(nèi)含有頻率較高的諧波時，根據(jù)計算公式我們可以看到它們電源內(nèi)含有頻率較高的諧波時，根據(jù)計算公式我們可以看到它們的作用就不容忽視啦！的作用就不容忽視啦！ 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)

35、用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 根據(jù)基本的交流電路的參數(shù)計算公式我們知道：根據(jù)基本的交流電路的參數(shù)計算公式我們知道： 感抗：感抗：X XL L = 2.f.L = 2.f.L 容抗：容抗：X XC C = 1/2.f.c = 1/2.f.c 盡管現(xiàn)實中雜散電感盡管現(xiàn)實中雜散電感L L和雜散電容和雜散電容 C C的的數(shù)數(shù)值可能微不足道，值可能微不足道，但當(dāng)公式中的電源諧波但當(dāng)公式中的電源諧波f f 的數(shù)值是的數(shù)值是5050Hz Hz 的幾百倍時，的幾百倍時，X XL L和和X X

36、C C就可就可能達(dá)到不容忽視的數(shù)值了，這些雜散電感或電容上感應(yīng)的電勢也能達(dá)到不容忽視的數(shù)值了，這些雜散電感或電容上感應(yīng)的電勢也就不能被輕易忽視了，它們很可能會形成具有一定破壞就不能被輕易忽視了，它們很可能會形成具有一定破壞作用作用的能的能量了。量了。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 交流異步感應(yīng)電機(jī)是三相負(fù)載設(shè)備，當(dāng)電機(jī)工作時它的轉(zhuǎn)軸與大地交流異步感應(yīng)電機(jī)是三相負(fù)載設(shè)備，當(dāng)電機(jī)工作時它的轉(zhuǎn)軸與大地之間，就可能因為逆變電源輸出之間，就可能因為逆變

37、電源輸出的的電壓波形內(nèi)的高次諧波電壓波形內(nèi)的高次諧波，它們，它們的的du/dtdu/dt或或di/dtdi/dt產(chǎn)生的瞬態(tài)電流產(chǎn)生的瞬態(tài)電流，通過雜散電容形成對地的低阻抗通路，通過雜散電容形成對地的低阻抗通路，這是因為電容對高頻而言是呈低阻抗的。這是因為電容對高頻而言是呈低阻抗的。在此雜散電容上感應(yīng)產(chǎn)生較高在此雜散電容上感應(yīng)產(chǎn)生較高的對地電壓。這個雜散電容的對地電壓。這個雜散電容構(gòu)成構(gòu)成之一，就是電動機(jī)的軸承之一，就是電動機(jī)的軸承。而。而軸承中間軸承中間的潤滑油脂就是這電容的電介質(zhì)。加上電機(jī)磁路的不的潤滑油脂就是這電容的電介質(zhì)。加上電機(jī)磁路的不完全完全對稱，產(chǎn)生的對稱，產(chǎn)生的環(huán)形磁通，切割環(huán)形

38、磁通，切割了電機(jī)了電機(jī)轉(zhuǎn)軸感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓；以及變頻器三相輸出轉(zhuǎn)軸感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓；以及變頻器三相輸出電壓瞬時值不為零，導(dǎo)致線路中三相中性點不為零，進(jìn)而產(chǎn)生的共模電電壓瞬時值不為零，導(dǎo)致線路中三相中性點不為零，進(jìn)而產(chǎn)生的共模電壓壓, ,以及環(huán)境靜電感應(yīng)等因素，綜合形成了電機(jī)轉(zhuǎn)軸到地的電壓，也就以及環(huán)境靜電感應(yīng)等因素，綜合形成了電機(jī)轉(zhuǎn)軸到地的電壓，也就是軸電壓。是軸電壓。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 所謂共模電壓,是一種零序性質(zhì)的電壓,有

39、的文獻(xiàn)中直接稱為零序電壓。整流電路存在共模電壓,逆變電路同樣存在。當(dāng)電機(jī)中性點接地時,它就是逆變器輸出點與地之間的零序電壓值;當(dāng)電機(jī)中性點不接地時,共模電壓值還必須在以上基礎(chǔ)上,再加上中性點與地之間的電壓值。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 共模電壓是形成軸電壓的主要因素。因此采用變頻電源供電共模電壓是形成軸電壓的主要因素。因此采用變頻電源供電的交流異步電機(jī)的軸電壓往往較工頻電源供電的異步電機(jī)要大得的交流異步電機(jī)的軸電壓往往較工頻電源供電的異步

40、電機(jī)要大得多。電機(jī)軸電壓的存在必然對電機(jī)的軸承造成損害。當(dāng)軸電壓的多。電機(jī)軸電壓的存在必然對電機(jī)的軸承造成損害。當(dāng)軸電壓的幅值超過潤滑油脂介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，幅值超過潤滑油脂介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，油膜油膜介質(zhì)會被擊穿，形成介質(zhì)會被擊穿，形成油油脂的脂的放電，高頻高溫的電火花放電，高頻高溫的電火花將將局部燒熔軸承的金屬表面，冷卻局部燒熔軸承的金屬表面，冷卻后的后的這些這些熔融點熔融點必然必然形成硬度很高的斑點，這些斑點的存在形成硬度很高的斑點，這些斑點的存在會會引引起在軸承滾珠滾道內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的滾珠的快速磨損，從而使起在軸承滾珠滾道內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的滾珠的快速磨損，從而使電機(jī)電機(jī)軸軸承在很短的時間內(nèi)非正常燒損。承

41、在很短的時間內(nèi)非正常燒損。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （1 1）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響）電機(jī)電路分析揭示的變頻電源對普通交流異步電機(jī)的影響 電機(jī)軸承因軸電壓引起燒損的這個過程在后期，發(fā)展的電機(jī)軸承因軸電壓引起燒損的這個過程在后期，發(fā)展的會很快。另外，高溫的放電電火花也使軸承的潤滑油脂快速會很快。另外，高溫的放電電火花也使軸承的潤滑油脂快速被高溫氧化而失效，這對于電機(jī)的軸承來講更是雪上加霜，被高溫氧化而失效，這對于電機(jī)的軸承來講更是雪上加霜，潤滑不良的軸承無論如何也難以支撐高速旋轉(zhuǎn)和重的負(fù)荷！潤滑不良的軸承無論如何也難以支撐

42、高速旋轉(zhuǎn)和重的負(fù)荷！變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 運行于變頻電源供電環(huán)境下的交流異步電機(jī)的內(nèi)部絕運行于變頻電源供電環(huán)境下的交流異步電機(jī)的內(nèi)部絕緣狀況，也隨著供電條件的變化產(chǎn)生了許多新的問題。緣狀況，也隨著供電條件的變化產(chǎn)生了許多新的問題。 所謂電機(jī)的絕緣，完整的講包含了繞組導(dǎo)線的匝間絕緣所謂電機(jī)的絕緣，完整的講包含了繞組導(dǎo)線的匝間絕緣、繞組相間絕緣、繞組對地絕緣（包含繞組槽絕緣，繞組、繞組相間絕緣、繞組對地絕緣（包含繞組槽絕緣，繞組端部對地絕緣、引線對地絕緣）以及繞組的

43、絕緣處理即通端部對地絕緣、引線對地絕緣）以及繞組的絕緣處理即通常所說的常所說的電機(jī)整體的電機(jī)整體的浸漆處理。浸漆處理。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 變頻電源供電環(huán)境下的交流異步電機(jī)，與工頻下運行的交流變頻電源供電環(huán)境下的交流異步電機(jī)，與工頻下運行的交流異步電機(jī)在電機(jī)繞組線圈上的電應(yīng)力存在兩方面的差異：異步電機(jī)在電機(jī)繞組線圈上的電應(yīng)力存在兩方面的差異： 一是電機(jī)繞組上所承受電壓的分布是不均勻的，電機(jī)定子一是電機(jī)繞組上所承受電壓的分布是不均勻的，電機(jī)定子繞組的首端幾匝承擔(dān)

44、了約繞組的首端幾匝承擔(dān)了約80%80%的過電壓的幅值，該位置承受的匝的過電壓的幅值，該位置承受的匝間電壓超過平均匝間電壓的間電壓超過平均匝間電壓的1010倍以上，因此在實際使用中，往倍以上，因此在實際使用中，往往出現(xiàn)工作于變頻電源供電的交流異步電機(jī)發(fā)生繞組局部絕緣往出現(xiàn)工作于變頻電源供電的交流異步電機(jī)發(fā)生繞組局部絕緣擊穿的故障，很多情況下都是擊穿的故障，很多情況下都是發(fā)生發(fā)生于繞組首匝附近的匝間；于繞組首匝附近的匝間； 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 二是作用于繞組線圈的

45、電壓（波形、極性、電壓的幅值）二是作用于繞組線圈的電壓（波形、極性、電壓的幅值）在匝間絕緣上的性質(zhì)有很大的差異，變頻電源供電的電機(jī)其絕在匝間絕緣上的性質(zhì)有很大的差異，變頻電源供電的電機(jī)其絕緣系統(tǒng)比工作于工頻正弦電壓和電流時要求更高的絕緣強(qiáng)度。緣系統(tǒng)比工作于工頻正弦電壓和電流時要求更高的絕緣強(qiáng)度。因為它們所承受的電壓是正常額定運行電壓和逆變器換向時所因為它們所承受的電壓是正常額定運行電壓和逆變器換向時所產(chǎn)生的尖峰電壓的疊加值。盡管是低壓電機(jī)但是它們實際承受產(chǎn)生的尖峰電壓的疊加值。盡管是低壓電機(jī)但是它們實際承受的過電壓會是數(shù)倍的工作電壓的值。的過電壓會是數(shù)倍的工作電壓的值。 變頻電源對異步電機(jī)的影

46、響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 由于逆變器往往采用高速開關(guān)器件產(chǎn)生上升和下降時間極由于逆變器往往采用高速開關(guān)器件產(chǎn)生上升和下降時間極短的開關(guān)脈沖波形，一般波形的前后沿上升或下降時間在短的開關(guān)脈沖波形，一般波形的前后沿上升或下降時間在2020100100ss，器件開關(guān)的頻率達(dá)到器件開關(guān)的頻率達(dá)到2020KHzKHz。當(dāng)每個脈沖換向的瞬間，當(dāng)每個脈沖換向的瞬間，脈沖波形的極性從正，快速地轉(zhuǎn)換成負(fù)或從負(fù)轉(zhuǎn)換成正，在這脈沖波形的極性從正，快速地轉(zhuǎn)換成負(fù)或從負(fù)轉(zhuǎn)換成正，在這一時刻，電機(jī)的絕緣承受著一個二

47、倍于尖峰電壓的沖擊過電壓一時刻，電機(jī)的絕緣承受著一個二倍于尖峰電壓的沖擊過電壓。通常低壓電機(jī)的工作電壓為。通常低壓電機(jī)的工作電壓為380380V V，而該過電壓的值卻可能達(dá)而該過電壓的值卻可能達(dá)到到1.21.21.51.5KvKv。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 交流異步電機(jī)繞組絕緣交流異步電機(jī)繞組絕緣在這樣高的沖擊過電壓的作用下，在這樣高的沖擊過電壓的作用下，必然使必然使繞組絕緣材料的繞組絕緣材料的絕緣絕緣性能性能加速老化加速老化，導(dǎo)線表面，導(dǎo)線表面產(chǎn)生局部產(chǎn)生局部電

48、暈。強(qiáng)電暈現(xiàn)象對絕緣材料電暈。強(qiáng)電暈現(xiàn)象對絕緣材料的的電化電化學(xué)學(xué)腐蝕腐蝕，隨著電機(jī)運行的隨著電機(jī)運行的延續(xù)延續(xù)而加劇而加劇，不斷危害著電機(jī)絕緣系統(tǒng)的可靠性。，不斷危害著電機(jī)絕緣系統(tǒng)的可靠性。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 目前普通異步電機(jī)所使用的聚脂薄膜漆包線，電磁線絕緣漆的表目前普通異步電機(jī)所使用的聚脂薄膜漆包線，電磁線絕緣漆的表面在高倍顯微鏡下可以清晰地看到漆膜表面存在大量微孔，電磁線在面在高倍顯微鏡下可以清晰地看到漆膜表面存在大量微孔，電磁線在高頻電場作用下，繞

49、組匝間會產(chǎn)生表面的局部放電。由于電機(jī)采用普高頻電場作用下，繞組匝間會產(chǎn)生表面的局部放電。由于電機(jī)采用普通絕緣處理工藝所存在的缺陷，致使繞組匝間尤其是繞組端部的匝間通絕緣處理工藝所存在的缺陷，致使繞組匝間尤其是繞組端部的匝間難免存在一些空隙，這些空隙中殘存的氣體會因為高頻電場的作用，難免存在一些空隙，這些空隙中殘存的氣體會因為高頻電場的作用，被電離形成空間電荷，這些空間電荷又會形成一個與外加電場方向相被電離形成空間電荷，這些空間電荷又會形成一個與外加電場方向相反的電場，當(dāng)諧波電壓的極性改變的瞬間，這個反向電場與外加電場反的電場，當(dāng)諧波電壓的極性改變的瞬間，這個反向電場與外加電場的極性一致，兩個電

50、場的電壓便疊加產(chǎn)生更高的瞬間電壓。最終引起的極性一致，兩個電場的電壓便疊加產(chǎn)生更高的瞬間電壓。最終引起繞組絕緣的局部損壞而放電，直至被徹底擊穿。而且此時局部放電的繞組絕緣的局部損壞而放電，直至被徹底擊穿。而且此時局部放電的部位和數(shù)量也會大量增加。更加劇了電機(jī)絕緣的損傷。部位和數(shù)量也會大量增加。更加劇了電機(jī)絕緣的損傷。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 電機(jī)絕緣材料的介質(zhì)損耗所引起的發(fā)熱也會隨著加劇，這也電機(jī)絕緣材料的介質(zhì)損耗所引起的發(fā)熱也會隨著加劇，這也是使電機(jī)絕緣受損的重要

51、因素之一。任何材料的絕緣性能與之是使電機(jī)絕緣受損的重要因素之一。任何材料的絕緣性能與之所承受電壓高低、材料介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)作用在絕緣材所承受電壓高低、材料介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)作用在絕緣材料上的電壓強(qiáng)度，超過材料的絕緣臨界值時，絕緣材料的介質(zhì)料上的電壓強(qiáng)度，超過材料的絕緣臨界值時，絕緣材料的介質(zhì)損耗迅速增加，當(dāng)電機(jī)繞組匝間發(fā)生局部放電時，會使絕緣材損耗迅速增加，當(dāng)電機(jī)繞組匝間發(fā)生局部放電時，會使絕緣材料中分布電容所儲存的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、輻射能、機(jī)械和化學(xué)料中分布電容所儲存的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋⑤椛淠?、機(jī)械和化學(xué)能，從而使整個絕緣系統(tǒng)的絕緣性能迅速劣化，絕緣材料的耐能，從而使整個絕緣系統(tǒng)的絕緣

52、性能迅速劣化，絕緣材料的耐壓值降低，最終導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)的崩潰，被擊穿！壓值降低，最終導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)的崩潰，被擊穿！變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 當(dāng)普通交流異步電機(jī)工作于變頻電源供電的環(huán)境下，由于上述局當(dāng)普通交流異步電機(jī)工作于變頻電源供電的環(huán)境下，由于上述局部放電、絕緣材料介質(zhì)損耗的增大發(fā)熱、空間電荷的疊加等諸多部放電、絕緣材料介質(zhì)損耗的增大發(fā)熱、空間電荷的疊加等諸多因素的共同作用下往往引起電機(jī)繞組電磁線及電機(jī)絕緣材料的早因素的共同作用下往往引起電機(jī)繞組電磁線及電機(jī)絕緣材料的

53、早期損壞。期損壞。研究證明對于工作于變頻電源供電的電機(jī)在絕緣性能上要求：研究證明對于工作于變頻電源供電的電機(jī)在絕緣性能上要求：a.a.良好的耐沖擊電壓性能；良好的耐沖擊電壓性能；b.b.良好的耐局部放電性能；良好的耐局部放電性能；c.c.良好的耐熱、耐老化性能。良好的耐熱、耐老化性能。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （2 2）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響）變頻電源對普通交流異步電機(jī)絕緣的影響 目前國內(nèi)交流異步電機(jī)所使用的電磁線及相應(yīng)的電機(jī)匝目前國內(nèi)交流異步電機(jī)所使用的電磁線及相應(yīng)的電機(jī)匝間、相間及對地的絕緣材料與國外相比還存在較大的差間、相間及對地

54、的絕緣材料與國外相比還存在較大的差距。主要是電磁線的耐電暈和抗脈沖沖擊電壓的性能還距。主要是電磁線的耐電暈和抗脈沖沖擊電壓的性能還沒有引起人們足夠的重視，相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還不健全，沒有引起人們足夠的重視，相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還不健全，對于用戶而言必須對此有足夠的認(rèn)識。對于用戶而言必須對此有足夠的認(rèn)識。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （3 3）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題：）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題： 在使用工頻供電的環(huán)境條件下，對于連接交流異步電機(jī)在使用工頻供電的環(huán)境條件下，對于連接交流異步電機(jī)的供電電纜一般強(qiáng)調(diào)的是電纜的耐壓和

55、載流截面問題，的供電電纜一般強(qiáng)調(diào)的是電纜的耐壓和載流截面問題，并不要求電纜的阻抗必須與供電電源的輸出阻抗相匹配并不要求電纜的阻抗必須與供電電源的輸出阻抗相匹配。但是在采用變頻器供電的環(huán)境下，對于連接電機(jī)的電。但是在采用變頻器供電的環(huán)境下，對于連接電機(jī)的電纜，除了必須滿足一定的耐壓和載流截面條件外，電纜纜，除了必須滿足一定的耐壓和載流截面條件外，電纜與變頻器輸出阻抗的匹配也很重要。與變頻器輸出阻抗的匹配也很重要。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （3 3）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題：）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題： 由于變頻

56、電源的基波為開關(guān)頻率很高的脈沖波形，傳由于變頻電源的基波為開關(guān)頻率很高的脈沖波形，傳輸電纜線路中的雜散的電容和電感量就不能被忽略，在輸電纜線路中的雜散的電容和電感量就不能被忽略，在工頻電源供電的情況下，傳輸信號的頻率低，線路上的工頻電源供電的情況下，傳輸信號的頻率低，線路上的雜散電容和電感并不會對傳輸信號造成影響。當(dāng)傳輸信雜散電容和電感并不會對傳輸信號造成影響。當(dāng)傳輸信號內(nèi)包含有高頻成分后，線路的阻抗包括負(fù)載的阻抗就號內(nèi)包含有高頻成分后，線路的阻抗包括負(fù)載的阻抗就對傳輸信號帶來很大的影響，其程度取決于電纜的長度對傳輸信號帶來很大的影響，其程度取決于電纜的長度、傳輸信號內(nèi)含高頻成分頻率的高低等參

57、數(shù)。、傳輸信號內(nèi)含高頻成分頻率的高低等參數(shù)。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （3 3）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題：）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題： 當(dāng)快速上升或下降的電壓從電源端通過電纜輸送到電機(jī)當(dāng)快速上升或下降的電壓從電源端通過電纜輸送到電機(jī)端，如果兩者之間的阻抗不匹配，電源端的能量不能被負(fù)載端，如果兩者之間的阻抗不匹配，電源端的能量不能被負(fù)載端完全接收并消耗，多余的能量將沿電纜產(chǎn)生一個反射波，端完全接收并消耗，多余的能量將沿電纜產(chǎn)生一個反射波，這反射波返回電源端，由于它的快速變化率，因此會在電源這反射波返回電源端，由

58、于它的快速變化率，因此會在電源側(cè)再感應(yīng)出另一個由電纜和變頻器阻抗不匹配而產(chǎn)生的反射側(cè)再感應(yīng)出另一個由電纜和變頻器阻抗不匹配而產(chǎn)生的反射波再疊加在原始電壓波上，從而使電機(jī)供電的電壓波前沿產(chǎn)波再疊加在原始電壓波上，從而使電機(jī)供電的電壓波前沿產(chǎn)生一個很高的尖峰電壓。而此尖峰電壓的幅值大小取決于脈生一個很高的尖峰電壓。而此尖峰電壓的幅值大小取決于脈沖電壓的上升時間及電纜的長度。沖電壓的上升時間及電纜的長度。 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （3 3）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題：）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題： 而這個過電壓并不是均

59、勻地分布到電機(jī)繞組的兩端，其而這個過電壓并不是均勻地分布到電機(jī)繞組的兩端，其中中80%80%的電壓主要集中在繞組的進(jìn)線端，過電壓的幅值到繞組的電壓主要集中在繞組的進(jìn)線端，過電壓的幅值到繞組里面后就快速地被衰減掉，因此，對于繞組的端口處的耐壓里面后就快速地被衰減掉，因此，對于繞組的端口處的耐壓威脅極大，而繞組內(nèi)卻并不會有太大的影響威脅極大，而繞組內(nèi)卻并不會有太大的影響。變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （3 3）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題：）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題： 正弦波與正弦波與PWMPWM脈沖波疊加合成沖擊電壓水平

60、示意脈沖波疊加合成沖擊電壓水平示意 變頻電源對異步電機(jī)的影響 1.2應(yīng)用變頻電源的交流異步電機(jī)面臨的問題 （3 3）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題：）變頻電源供電的交流異步電機(jī)使用中需注意的問題： 所謂的線路阻抗匹配主要強(qiáng)調(diào)的是：電源側(cè)的輸出阻抗與負(fù)載所謂的線路阻抗匹配主要強(qiáng)調(diào)的是：電源側(cè)的輸出阻抗與負(fù)載電機(jī)側(cè)的阻抗要相當(dāng)，這樣電源側(cè)的輸出功率才能最大限度地輸電機(jī)側(cè)的阻抗要相當(dāng)，這樣電源側(cè)的輸出功率才能最大限度地輸送給負(fù)載，也避免了在電纜上產(chǎn)生反射波疊加的過電壓危害。所送給負(fù)載，也避免了在電纜上產(chǎn)生反射波疊加的過電壓危害。所以連接變頻電源與執(zhí)行電機(jī)的電纜的長度是有要求的。不能隨意