变频器驱动的电机经常烧轴承怎么办

2014-11-18

  使用变频器的用户经常报怨,变频器驱动的电机,在工作一段时间后,会出现轴承噪声加大、温度升高、甚至烧轴承的现象。专业人员检修时发现,这是由于轴承的表面受到损伤,变得凹凸不平所至,如图1所示。

图1 变频器对电机轴承的损伤
  在我们接到的诸多报告中,甚至有的企业需要每个月更换一次电机轴承,维护人员十分烦恼。
  之所以发生这种现象,是由于变频器驱动电机的电压是PWM电压,这种电压会在电机中产生共模高频电流,高频电流通过杂散电容流过轴承。电流流过轴承时,由于轴杆与轴瓦之间的导电通路时通时断,引起电火花,这些电火花的不断烧蚀轴承引起轴承损坏。
  轴承损伤的严重程度与轴承电流大小成正比。理论研究与实验都表明,变频器驱动电机的电压越高,轴承电流越严重;变频器输出电压的基波频率越低,轴承电流越严重,变频器的载波频率越高,轴承电流越严重。
  另外某些应用场合,变频器与电机之间的电缆较长,这会在电机的电源输入端产生很高的尖峰电压,这些尖峰电压会导致更加严重的轴承电流。当电缆较长时,如果不采取尖峰电压抑制措施,会加剧轴承电流现象。
  在变频器输出端安装SWF正弦波滤波器和EMFO射频共模滤波器是解决轴承电流Z有效的方法。变频器的输出端安装了正弦波滤波器和射频共模滤波器后,将电机驱动电压从PWM波形转变成正弦波电压,使电机工作在与工频电压驱动相同的条件下,自然就消除了轴承电流。
  仅使用正弦波滤波器,虽然能够大大减小轴承电流,但是并不能完全消除轴承电流。这是因为正弦波滤波器对高频成份的衰减作用很有限,如图2所示,正弦波电压上还有很多高频成份的毛刺,这些高频成份的毛刺还将通过电机中的杂散参数形成轴承电流。
图2 正弦波滤波器输出的正弦波中包含高频成份
  要减小这种高频共模电流,必须在正弦波滤波器的输出端再安装一台射频共模滤波器,射频共模滤波器的功能是滤除变频器输出端高频电流成份。
  某石化厂,有6台电机,由690的变频器驱动。使用一段时间后,这些电机的轴承受到不同程度的损伤,Z严重的一个月就出现故障现象。安装了航天绿电的SWF滤波器和EMFO滤波器后,正常运行半年多没有出现故障现象。
  另外,有案例证明:航天绿电的SVA尖峰电压吸收器对保护轴承也有一定的效果。某用户在安装SVA之前,电机要经常更换轴承。安装航天绿电SVA后电机长期正常工作,SVA本身大大减小了尖峰电压,从而明显减小了轴承电流,延长了电机的使用寿命。