引言

變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)是由變頻器做電源完成供電的，電壓波形中高次諧波的含量一般較多，電源的品質(zhì)和工頻電源相比是有差距的。該類型電動(dòng)機(jī)的損害較大，峰值的電壓也很高，必須要有完善的絕緣結(jié)構(gòu)。繞組性能的好壞直接影響了電動(dòng)機(jī)的性能，因此必須要確保電動(dòng)機(jī)繞組正常運(yùn)行。

1、控制方法選擇不當(dāng)

控制方法的選擇不當(dāng)是變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)繞組損壞的一個(gè)重要原因，會(huì)經(jīng)常燒壞電動(dòng)機(jī)，如煤礦井下使用的皮帶運(yùn)輸機(jī)。一般而言，多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)有需要協(xié)調(diào)實(shí)時(shí)控制各個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平衡的時(shí)候，功率的分配也會(huì)趨向乎衡。低量的輸出頻率出現(xiàn)一些差別的話，就會(huì)使得輸出頻率過低的變頻器進(jìn)人能量回饋狀態(tài)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過壓的故障，甚至產(chǎn)生過熱問題?？刂品椒ㄟx擇錯(cuò)誤的話，變頻器的元件就會(huì)被燒壞，電動(dòng)機(jī)繞組也會(huì)被損壞，這是較為常見的故障。

對(duì)此，在解決變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)繞組損壞的故障中,必須要選擇合適的控制方法，加減速度控制時(shí)間。更為重要的是，在減速時(shí)間的把控下，必須要防止速度過快，以免出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)電狀態(tài)。如果變頻器有制動(dòng)地電阻的話，這種情況就會(huì)好些，對(duì)控制方法選擇的要求較低。

2.維護(hù)措施應(yīng)用不到位

一且變頻調(diào)速電機(jī)出現(xiàn)繞組損壞的問題,給予相應(yīng)科學(xué)有效的維護(hù)是極為關(guān)鍵的。但是在實(shí)際上會(huì)因維護(hù)措施不當(dāng)會(huì)加劇繞組的損壞程度。加上，現(xiàn)場(chǎng)維修人員相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)不全面，技術(shù)應(yīng)用不到位，或者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的突發(fā)情況把控不到位等等因素都會(huì)導(dǎo)致變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的繞組出現(xiàn)問題。可見，維護(hù)措施應(yīng)用不恰當(dāng)以及維護(hù)人員自身專業(yè)知識(shí)和技能的欠缺是變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)繞組損壞的一個(gè)重要原因。對(duì)此，工作人員可以通過采取以下幾點(diǎn)措施進(jìn)行解決。

首先，也是最為關(guān)鍵的就是工作人員要按照電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的設(shè)備以及現(xiàn)場(chǎng)條件的實(shí)際情況來為電動(dòng)機(jī)選擇合適的繞組，一般就是散線繞組和成型繞組。散線澆組正常情況下都是使用圓銅漆進(jìn)行包線的，這種類型的繞組比較容易被損傷，且匝間絕緣性能較低。成型繞組的匝間絕緣耐電壓的性能好,因此工作人員可以使用單玻璃絲包漆包圓銅線進(jìn)行處理，掛漆能力強(qiáng)，且有很好的散熱效果，匝間絕緣能力也比較突出。其次，在使用散線繞組進(jìn)行下線的時(shí)候，線圈b頭尾兩部分不能直接連靠在一起，必須要進(jìn)行分離，目的就是為了防止匝間電壓的升髙。其次，為了防止電磁振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員必須要綁緊線圈端，并使用VPI浸漆。

最后，絕緣結(jié)構(gòu)必須要根據(jù)國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。具體如下，按照國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22720.1-2008/IEC60034-18-41:2006，IDT《旋轉(zhuǎn)電機(jī) 電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)I型電氣絕緣結(jié)構(gòu)的鑒別和型式試驗(yàn)》的評(píng)價(jià)，這其中的I型就是指電動(dòng)機(jī)在使用過程中無法檢測(cè)到的局部放電]。同時(shí)，這也要求了變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的生廠商必須要按照國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行生產(chǎn)，評(píng)價(jià)變頻器供電的電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)是否與上述標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。如果在評(píng)定過程中，工藝情況仍然穩(wěn)定的話，而繞組被損害就有可能是變頻器性能不佳導(dǎo)致的，也要考慮控制方法的選擇和維護(hù)是否得到等因素。此外，絕緣材料的選擇最佳狀態(tài)就是要選擇無機(jī)絕緣材料。

3.絕緣結(jié)構(gòu)被破壞

絕緣結(jié)構(gòu)是指對(duì)地絕緣、匝間絕緣、電磁線、繞組、相間絕緣、浸漬漆和綁扎帶和電纜引接等。絕緣結(jié)構(gòu)是對(duì)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的一個(gè)重要屏障，如果被破壞的話，就很有可能會(huì)損壞繞組。因此，在探索變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的繞組損壞原因時(shí)，必須要將絕緣結(jié)構(gòu)被損壞考慮進(jìn)去。一般而言，固體絕緣會(huì)在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生一定的極化現(xiàn)象，且會(huì)產(chǎn)生-些的泄漏電流，如果在一些電場(chǎng)強(qiáng)度較髙的區(qū)域，還會(huì)引發(fā)局部放電的現(xiàn)象，導(dǎo)致繞組損耗過大發(fā)熱。如果電場(chǎng)的強(qiáng)度比某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特定值還高的話，絕緣就會(huì)通過導(dǎo)電通道破壞絕緣，損害繞組。這種現(xiàn)場(chǎng)從專業(yè)角度上看稱之為固體絕緣的擊穿，影響是會(huì)產(chǎn)生裂縫、燒痕和熔化的通道。普遍意義上講，固體結(jié)緣的擊穿又包括了電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿等類型。

3.1電擊穿

在固體絕緣中會(huì)存在一定量的導(dǎo)帶電子，并在一定量的外加電壓作用下，這些導(dǎo)帶電子就會(huì)和晶格上的離子和原子相碰捸并使其產(chǎn)生游離，這使得導(dǎo)帶電子就會(huì)快速增加，電流也會(huì)隨之提高，以導(dǎo)致介電擊穿的問題產(chǎn)生七擊穿的主要特點(diǎn)就是電壓的作用時(shí)間較短，擊穿的電壓較髙，且擊穿場(chǎng)的強(qiáng)度和電場(chǎng)的均勻程度都是息息相關(guān)的。因變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的保護(hù)功能比普通電動(dòng)機(jī)更為靈敏，會(huì)出現(xiàn)瞬間斷電的問題，所以擊穿部位就會(huì)產(chǎn)生一定的小孔，小孔的周圍絕緣幾乎是不會(huì)變色的，也不會(huì)產(chǎn)生明顯的痕跡，擊穿的位置比較模糊,不易被找到，伹是測(cè)量絕緣電阻一般都是比較低的，甚至為零。

3.2熱擊穿

熱擊穿主要是因?yàn)榻^緣的介電損耗后就會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,而電動(dòng)機(jī)過載的惡化發(fā)熱量就會(huì)變得更大，如果電動(dòng)機(jī)自身的散熱性能不好的話就會(huì)導(dǎo)致溫度過快升，促使絕緣的老化，降低其使用壽命。嚴(yán)重的話還會(huì)使得絕緣燒裂或者燒焦，這樣一來介電的強(qiáng)度就會(huì)下降，過熱彩響就會(huì)最終導(dǎo)致熱擊穿。熱擊穿的一個(gè)主要特點(diǎn)就是絕緣燒裂或者燒焦的面積會(huì)很大,且肉眼是能直接看到的，電壓作用的時(shí)間也比電擊穿更長(zhǎng)，而擊穿的電壓比電擊穿更低。

3.3電化學(xué)擊穿

固體絕緣電化學(xué)擊穿主要是多因素綜合作用導(dǎo)致的，如發(fā)熱、游離、化學(xué)反應(yīng)等，這些不良因素的作用就會(huì)導(dǎo)致電化學(xué)擊穿。在電熱化學(xué)因索的影響下，有機(jī)絕緣材料就會(huì)引起劣化、損傷，直至擊穿。一般而言,這種擊穿形式在長(zhǎng)期電壓作用下的結(jié)果更為嚴(yán)重，所擊穿的電壓較低，絕緣材料的耐游離性能、工藝條件、制造工作環(huán)境等都會(huì)對(duì)其有影響。

綜上所述，制造絕緣結(jié)構(gòu)擊穿電壓的主要因素有電壓作用的時(shí)間、電壓作用的溫度、電場(chǎng)的溫度、機(jī)械負(fù)荷、電場(chǎng)均勻程度和電壓總類等。此外，累積效應(yīng)也會(huì)對(duì)擊穿電壓有一定的影響，尤其是對(duì)本文研究的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)影響更大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組被電壓反復(fù)沖擊后，會(huì)產(chǎn)生一定的不完全擊穿，但是在累積效應(yīng)的作用下，就會(huì)被完全擊穿。

4.結(jié)語

總之，控制方法的選擇、維護(hù)措施的應(yīng)用、絕緣是否被破壞等因素是變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)繞組損壞的主要原因。電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故癉的時(shí)候，一般都會(huì)檢査繞組問題，工作人員必須要對(duì)產(chǎn)生繞組損壞原因進(jìn)行分析，并一一排除，找到真正的原因后解決故障。

本文來源于科學(xué)論壇，皖南電機(jī)編輯發(fā)布。

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