逆變電機(jī)絕緣損壞的理由，匝間電壓的10倍以上

變頻電機(jī)使用的變頻電源系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的脈沖高頻電壓使電機(jī)線圈電暈，引起局部放電、介質(zhì)發(fā)熱，有機(jī)高頻絕緣材料開(kāi)裂，進(jìn)而導(dǎo)致變頻電機(jī)絕緣損壞。

逆變電機(jī)絕緣損壞的三大原因

1.局部放電是變頻電機(jī)絕緣過(guò)早損壞的主要原因

具體來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)速系統(tǒng)由變頻器、電纜和電機(jī)組成。逆變器的核心控制元件有BJT(雙極晶體管)、IGBT(絕緣柵)等類(lèi)型，其中IGBT具有驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、保護(hù)容易、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)。IGBT的高開(kāi)關(guān)速度基于快速導(dǎo)通和快速關(guān)斷，最高可達(dá)30 - 40kHz，正常工作時(shí)為20kHz。

逆變器的輸出波形是一個(gè)脈沖波，具有陡峭的上升沿和下降沿(0.1-0.51AS)。正是由于這種脈沖電壓不同于工頻正弦電壓，給變頻電機(jī)絕緣的工作環(huán)境帶來(lái)了一系列問(wèn)題影響。

當(dāng)變頻器將工頻正弦波轉(zhuǎn)換成脈沖波時(shí)，脈沖波通過(guò)電纜從變頻器傳輸?shù)诫姍C(jī)的終端。由于電纜和電機(jī)的阻抗不匹配，會(huì)產(chǎn)生反射波，反射波會(huì)反饋回來(lái)。二次反射，二次反射波與原脈沖電壓波疊加，疊加的脈沖電壓傳到電機(jī)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生峰值電壓。尖峰電壓的大小取決于電纜的長(zhǎng)度和脈沖電壓的上升時(shí)間。

通常，當(dāng)電纜長(zhǎng)度增加時(shí)，導(dǎo)線兩端都會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，電機(jī)端過(guò)電壓的幅值隨著電纜長(zhǎng)度的增加而增加。

脈沖電流通過(guò)變頻電機(jī)的絕緣線圈時(shí)，上升沿時(shí)間短的脈沖波造成線圈中電壓分布不均勻。在模擬電機(jī)的定子繞組上測(cè)得的電壓波形表明，過(guò)電壓幅值的80%左右是由電機(jī)定子繞組的第一匝承受的，從而使繞組第一匝的匝間電壓超過(guò)工頻交流電壓條件下較低的平均匝間電壓的10倍以上，雖然仍遠(yuǎn)低于絕緣的擊穿電壓(變頻導(dǎo)線能承受13000V的工頻電壓)，但已超過(guò)局部放電起始電壓。

可以看出，局部放電是變頻電機(jī)絕緣過(guò)早失效的主要原因，介質(zhì)損耗、發(fā)熱、空間電荷、電磁激勵(lì)、振動(dòng)等多種因素的存在加速了材料的老化過(guò)程。

2.電機(jī)本身絕緣設(shè)計(jì)的原因

工頻正弦電機(jī)的絕緣設(shè)計(jì)理論不能完全適用于交流變頻調(diào)速電機(jī)。因此，在設(shè)計(jì)交流變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)時(shí)，變頻電機(jī)的絕緣性能不僅要滿(mǎn)足傳統(tǒng)意義上的耐熱老化和耐電老化的要求，還要滿(mǎn)足耐高頻脈沖和耐局部放電的要求。

3.頻繁的啟動(dòng)和停止會(huì)影響絕緣壽命

當(dāng)電機(jī)工作在頻繁起動(dòng)和制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電機(jī)絕緣經(jīng)常受到周期性交變電磁應(yīng)力的作用。啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間越短、越頻繁，沖擊力越大，絕緣擊穿的概率越高。

上面是逆變電機(jī)絕緣損壞的三大原因，電機(jī)本身絕緣設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容。謝謝你的瀏覽，可以收藏深圳市寶威特電源有限公司官網(wǎng)。