blog over Onderzoek onderzoekt vroegtijdige motorische storingen in Vfddriven-systemen

Elektromotoren dienen als het "hart" van de industriële productie, terwijl variabele frequentiedrivers (VFD's) fungeren als de cruciale apparaten die deze hartslag regelen.Er is een alarmerende trend ontstaan: een toenemend aantal motoren verliezen vroegtijdig wanneer ze worden aangedreven door VFD's.Dit roept belangrijke vragen op: zijn deze storingen een onvermijdelijke kosten van de technologische vooruitgang,of zijn ze vermijdbare gevolgen van een onjuiste uitvoering?

Variabele frequentiedruks zijn alomtegenwoordig geworden in moderne industriële toepassingen, gewaardeerd om hun energie-efficiëntie en precieze procesbesturingsmogelijkheden.Als VFD's de voorkeursoplossing worden voor motorenDe potentiële negatieve effecten op de motorische levensduur worden vaak niet herkend totdat er vroegtijdige storingen optreden.Deze analyse onderzoekt vier primaire storingsmodussen in VFD-aangedreven motoren en presenteert bruikbare oplossingen om de levensduur van de apparatuur te verlengen en de productiestabiliteit te handhaven.

VFD's maken gebruik van pulsbreedte-modulatie (PWM) technologie om AC sinusgolven te simuleren voor motorbesturing.PWM-golfvormen genereren steile spanningstijden en hoge piekspanningen die de isolatie van de winding geleidelijk afbrekenDit effect wordt met name uitgesproken bij oudere motoren of motoren met een lagere isolatieklasse.

OplossingSpeciaal ontworpen "VFD-rating-motoren" (ook wel inverter-duty-motoren genoemd) bevatten isolatiematerialen van hogere kwaliteit en geoptimaliseerde wikkelingconfiguraties om spanningsspanningen te weerstaan.De NEMA MG1 Deel 31 standaard definieert specifiek de vereisten voor dergelijke motoren., waarbij superieure isolatiesystemen moeten worden toegepast die in staat zijn om VFD-werkzaamheden te ondergaan.

Zelfs motoren met VFD-rating blijven kwetsbaar voor lagerschade door asstromen - een fenomeen veroorzaakt door door VFD gegenereerde common-mode spanningen.Deze spanningen creëren potentiële verschillen tussen de motor as en frame, wat resulteert in stroomontlading door lagers.De resulterende elektrische boog creëert microscopische putten en fluitpatronen die het falen van het lager versnellen door een proces dat elektrische erosie wordt genoemd.

OplossingHoewel volledige eliminatie een uitdaging blijkt te zijn, bestaan er verschillende strategieën om het risico te beperken:

• Aardingsringen voor de as:Leidende borstels of vezels die op motorasten zijn geïnstalleerd, zorgen voor een laag weerstandspad naar de grond, waarbij lagers worden omzeild.
• met een gewicht van niet meer dan 10 kgEen goede binding tussen de motoren en de grondsystemen van de apparatuur vermindert de spanningen in de gewone modus.
• Geïsoleerde lagers:Keramische of gecoate lagers onderbreken de huidige paden, maar brengen aanzienlijke kostenpremieën met zich mee.
• Geïsoleerde bevestiging:Elektrisch geïsoleerde motorbases voorkomen de stroomcirculatie via mechanische verbindingen.

Terwijl VFD's uitblinken in energiebesparing door snelheidsvermindering, vermindert een langzamere werking evenredig het koelvermogen van schachtgebouwde ventilatoren.Verlengde werking bij lage snelheden veroorzaakt warmte-stress die de isolatie versnelt en de levensduur van de motor verkort, zelfs bij snelheden die matig lager liggen dan de nomenclatuur.

OplossingEr zijn twee hoofdbenaderingen voor het aanpakken van koelingsproblemen:

• Motoren met een hogere bedrijfsfactor:Motoren met een servicefactor van 1,15 of meer leveren extra warmtecapaciteit, hoewel VFD-effecten deze marge kunnen verminderen.
• Onafhankelijke koelsystemen:Afzonderlijk aangedreven koelventilatoren zorgen voor een adequate luchtstroom, ongeacht de snelheid van de motor, wat cruciaal is voor langdurige werking bij lage snelheden.

Bij toepassingen waarbij lange kabelstreken tussen VFD's en motoren nodig zijn, worden unieke uitdagingen geconfronteerd.het creëren van spanningspieken bij motorterminals die het isolatievermogen overschrijdenDeze voorbijgaande overspanningen verkorten de levensduur van de motor.

Voorbeeld van het geval:In één fabriek vielen binnen drie maanden acht catastrofale storingen van 500 pk VFD-rated Baldor-motoren door spanningspieken van meer dan 1500 V van lange kabelrennen.

OplossingEr bestaan verschillende technische benaderingen:

• Soft PWM VFD's:Verstelbare schakelfrequenties verminderen spanningsoverschrijdingen en behouden de conformiteit met NEMA MG1 Deel 31.
• dV/dt-filters:Deze apparaten beperken de spanningstijgingspercentages, doorgaans met een maximum van 480V systeempieken in de buurt van 975V.
• Sinusgolffilters:De meest effectieve (en kostbare) oplossing is het omzetten van PWM-uitgangen in bijna sinusoïdale golfvormen, waardoor pieken onder de 800V worden beperkt.

Een succesvolle mitigatie vereist een gecoördineerde implementatie op alle organisatieniveaus.de aanbestedingsspecialisten moeten passende apparatuurnormen specificerenHet technische personeel moet de specifieke vereisten van elke toepassing evalueren om optimale oplossingen te kiezen die prestaties, betrouwbaarheid en kosten in evenwicht brengen.

Regulier preventief onderhoud en conditiemonitoring blijven essentieel voor het vroegtijdig opsporen van problemen in VFD-gestuurde systemen.Vibratie-analyse en isolatieweerstandstesten bieden waardevolle inzichten in ontwikkelingsproblemen voordat er catastrofale storingen optreden.