使用變頻器的用戶經(jīng)常報怨,變頻器驅(qū)動的電機(jī),在工作一段時間后,會出現(xiàn)軸承噪聲加大、溫度升高、甚至燒軸承的現(xiàn)象。專業(yè)人員檢修時發(fā)現(xiàn),這是由于軸承的表面受到損傷,變得凹凸不平所至,如圖1所示。

圖1 變頻器對電機(jī)軸承的損傷
在我們接到的諸多報告中,甚至有的企業(yè)需要每個月更換一次電機(jī)軸承,維護(hù)人員十分煩惱。
之所以發(fā)生這種現(xiàn)象,是由于變頻器驅(qū)動電機(jī)的電壓是PWM電壓,這種電壓會在電機(jī)中產(chǎn)生共模高頻電流,高頻電流通過雜散電容流過軸承。電流流過軸承時,由于軸桿與軸瓦之間的導(dǎo)電通路時通時斷,引起電火花,這些電火花的不斷燒蝕軸承引起軸承損壞。
軸承損傷的嚴(yán)重程度與軸承電流大小成正比。理論研究與實(shí)驗(yàn)都表明,變頻器驅(qū)動電機(jī)的電壓越高,軸承電流越嚴(yán)重;變頻器輸出電壓的基波頻率越低,軸承電流越嚴(yán)重,變頻器的載波頻率越高,軸承電流越嚴(yán)重。
另外某些應(yīng)用場合,變頻器與電機(jī)之間的電纜較長,這會在電機(jī)的電源輸入端產(chǎn)生很高的尖峰電壓,這些尖峰電壓會導(dǎo)致更加嚴(yán)重的軸承電流。當(dāng)電纜較長時,如果不采取尖峰電壓抑制措施,會加劇軸承電流現(xiàn)象。
在變頻器輸出端安裝SWF正弦波濾波器和EMFO射頻共模濾波器是解決軸承電流Z有效的方法。變頻器的輸出端安裝了正弦波濾波器和射頻共模濾波器后,將電機(jī)驅(qū)動電壓從PWM波形轉(zhuǎn)變成正弦波電壓,使電機(jī)工作在與工頻電壓驅(qū)動相同的條件下,自然就消除了軸承電流。
僅使用正弦波濾波器,雖然能夠大大減小軸承電流,但是并不能完全消除軸承電流。這是因?yàn)檎也V波器對高頻成份的衰減作用很有限,如圖2所示,正弦波電壓上還有很多高頻成份的毛刺,這些高頻成份的毛刺還將通過電機(jī)中的雜散參數(shù)形成軸承電流。
圖2 正弦波濾波器輸出的正弦波中包含高頻成份
要減小這種高頻共模電流,必須在正弦波濾波器的輸出端再安裝一臺射頻共模濾波器,射頻共模濾波器的功能是濾除變頻器輸出端高頻電流成份。
某石化廠,有6臺電機(jī),由690的變頻器驅(qū)動。使用一段時間后,這些電機(jī)的軸承受到不同程度的損傷,Z嚴(yán)重的一個月就出現(xiàn)故障現(xiàn)象。安裝了航天綠電的SWF濾波器和EMFO濾波器后,正常運(yùn)行半年多沒有出現(xiàn)故障現(xiàn)象。
另外,有案例證明:航天綠電的SVA尖峰電壓吸收器對保護(hù)軸承也有一定的效果。某用戶在安裝SVA之前,電機(jī)要經(jīng)常更換軸承。安裝航天綠電SVA后電機(jī)長期正常工作,SVA本身大大減小了尖峰電壓,從而明顯減小了軸承電流,延長了電機(jī)的使用壽命。