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如何防止電機損傷及保護電機的方法

信息發布來源:直線步進電機供應商振合機電

由于現代變頻器輸出的PWM電壓波形具有很陡的上升沿,因此,為了系統的可靠性必須考慮電機的保護問題。特別是當電纜的長度超過30m時,現代變頻器必然會在電機端產生尖峰電壓,縮短電機的壽命。

防止電機出現損傷有兩個思路,一個是采用繞組絕緣抗電強度更高的電機,另一個是采取措施減小尖峰電壓。前一種措施適合于新建的項目,后一種措施適合于對已有的電機進行改造。
根據上面分析的尖峰電壓產生的機理與對電機損傷的機理,以專業銷售步進電機驅動器、步進電機的國際品質振合機電步進電機可以從以下幾個方面對這種電機損傷現象進行防護:

(1)延長PWM脈沖典雅的上升沿。這種措施的原理是基于,產生尖峰電壓的一個條件是脈沖電壓在電纜上傳輸的時間大于脈沖上升沿時間的1/2,因此,當電纜的長度一定時,也就是傳輸時間一定時,只要延長上升沿的時間,就能夠破壞這種條件。實現這個目的的設備是du/dt濾波器。需要注意的是,這種方法只是延長了電纜臨界長度,并沒有徹底解決尖峰電壓的問題,當電纜的長度達到滿足尖峰電壓產生的條件時,就還會產生尖峰電壓。

(2)將PWM電壓波形轉變成正弦波電壓波形。這個措施的原理是基于,既然PWM脈沖電壓是導致尖峰電壓的根本原因,而電機工作時需要的電壓是正弦波電壓,因此,只要使施加到電機上的電壓不是PWM電壓,而是正弦波電壓,就能夠徹底解決電機損傷的問題。實際上,這樣做了以后,不僅尖峰電壓的問題得到了徹底解決(電纜再長,也不會出現尖峰電壓了),而且射頻電磁干擾、軸承損傷等問題也得到了解決。實現這個目的的設備就是正弦波濾波器。

(3)在電纜與電機接口的位置安裝阻抗匹配器。這個措施的原理是基于,既然在電機的電源線入口產生尖峰電壓的原因是電纜的阻抗與電機的阻抗沒有匹配,那么在電纜的終端安裝一個阻抗匹配網絡,就解決了這個問題了。實際上,在高速信號通信中,這是一個常用的方法。在高速信號通信中,由于數字脈沖信號的上升沿很短,當通過較長的導體傳輸時,同樣會在負載端產生尖峰電壓,導致誤碼。為了避免這種情況的發生,在傳輸線的終端安裝阻抗匹配網絡。實現這個目的的設備叫電纜端接器。

(4)在電纜與電機接口的位置安裝尖峰電壓吸收器。前面幾個措施都是從消除產生尖峰電壓的原因角度考慮的,這個措施是對已經產生的尖峰電壓進行限制,消除尖峰電壓。雖然PWM電壓波形仍然會在電機的電源入口產生尖峰電壓,但是只要將它的幅度限制在安全范圍以內,就不會對電機的繞組造成不良影響。實現這個目的的設備叫變頻器尖峰電壓吸收器。

在實踐中常見的方法是,在變頻器的輸出端安裝電控器,這種方法具有一定的保護電機的作用。但是,有些研究表明,電抗器對尖峰電壓的減小作用不穩定,有時效果明顯,有時效果很小。其內在原因還有待于研究。

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