西門子變頻器以其強大的效應，打破了以前日本變頻器在中國市場上的壟斷地位，據(jù)有關市場調(diào)研機構(gòu)的統(tǒng)計，西門子的高低壓變頻器在中國市場上已位居。

變頻器諧波對電機影響原因及改善辦法
一、電機損壞的原因是變頻器在電機的定子繞組上產(chǎn)生很高的尖峰電壓，尖峰電壓的幅度超過了繞組的絕緣強度，導致繞組損壞。
尖峰電壓的幅度會達到變頻器額定工作電壓的3倍以上，例如，對于額定電壓380V的變頻器，尖峰電壓的幅度超過1200V。
這種尖峰電壓每秒對電機定子繞組沖擊上千次，很快就會導致定子繞組的損壞。

二、電機損壞的原因是變頻器還會在電機的軸承中產(chǎn)生軸承電流，軸承中長時間流過軸承電流，會造成軸承的燒毀，功率越小的電機，定子繞組越容易損壞;功率越大的電機，軸承越容易損壞。

保護無力：由于現(xiàn)在所有市售電機保護器，全都是通過采集電流或電壓變化的數(shù)值，從而達到保護電機的目的;但因各種原因造成的電機軸承損毀，轉(zhuǎn)子偏心，進而造成電機掃膛，燒毀電機的問題這些保護器都起不到保護的功能了，因為只有當電機掃膛后，繞組燒壞短路了，這類保護器才會動做，但為時已晚;到目前為止還沒有一種智能化的針對電機軸承進行保護的產(chǎn)品;許多用戶只能用人工時刻監(jiān)視或定期巡檢測試軸承處溫度變化的方法，對一些大電機進行人為地保護。

這種方法有兩個弊端存在：
1、增加了人員工作量，加大了企業(yè)的人員費用，還無法對所有電機進行看護。
2、人工檢測必競是有時間限制的，內(nèi)不可能時刻不離人，那么在非檢測的時間內(nèi)如果軸承損毀，導致轉(zhuǎn)子偏心，電機掃膛，燒毀電機的事故就無法避免了普通電機由變頻器驅(qū)動時，壽命大幅度縮短，嚴重時，幾個月就出現(xiàn)定子繞組損壞。
由此導致的停產(chǎn)給企業(yè)造成巨大的損失。


以下為變頻器對電機的影響：
1、電動機的效率和溫升的問題不論哪種形式的變頻器，在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行。
據(jù)資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1(u為調(diào)制比)。
高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。
因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導條后，便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。
還需考慮因集膚效應所產(chǎn)生的附加銅耗。
這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%-20%。

2、電動機絕緣強度問題目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。
其載波頻率約為幾千到十幾千赫上升率，相當于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴酷的4～6倍電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復沖擊電動機定子繞組要承受很高的電壓外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖加速老化。

3、諧波電磁噪聲與震動普通異步電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的震動和噪聲變的更加復雜。
變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。
 當電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。
由于電動機工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構(gòu)件的固有震動頻率。

4、電動機對頻繁啟動、制動的適應能力由于采用變頻器供電后，電動機可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并可利用變頻器所供的各種制動方式進行快速制動，為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，電動機的機械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
變頻器會產(chǎn)生高奇次諧波-主要以5次和7次對變頻器和電機影響比較大，通常在設計的時候為降低諧波的影響會增加電抗器，吸收電容等。
也可以在變頻器輸出端增加濾波器。


西門子變頻器備件的更換
變頻器由多種部件組成，其中一些部件經(jīng)長期工作后其性能會逐漸降低、老化，這也是變頻器發(fā)生故障的主要原因，為了保證設備長期的正常運轉(zhuǎn)，下列器件應定期更換：
1． 冷卻風扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱嚴重的器件，其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時排出，一般風扇的壽命大約為10Kh—40Kh。
按變頻器連續(xù)運行折算為2—3年就要更換一次風扇，直接冷卻風扇有二線和三線之分，二線風扇其中一線為正，另一線為負，更換時不要接錯；三線風扇除了正、負外還有一根檢測線，更換時千萬注意，否則會引起變頻器過熱報警。
交流風扇一般為220V、380V之分，更換時電壓等級不要搞錯。

2． 濾波電容
中間電路濾波電容：又稱電解電容，其主要作用就是平滑直流電壓，吸收直流中的低頻諧波，它的連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會加快其電解液的干涸，直接影響其容量的大小。
正常情況下電容的使用壽命為5年。
建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應更換。


西門子變頻器定期保養(yǎng)
清掃空氣過濾器冷卻風道及內(nèi)部灰塵。
檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動，輸入輸出電抗器的對地及相間電阻是否有短路現(xiàn)象，正常應大于幾十兆歐。
導體及絕緣體是否有腐蝕現(xiàn)象，如有要及時用酒精擦試干凈。
如條件允許的情況下，要用示波器測量開關電源輸出各路電壓的平穩(wěn)性，如：5V、12V、15V、24V等電壓。
測量驅(qū)動電路各路波形的方波是否有畸變。
UVW相間波形是否為正弦波。
接觸器的觸點是否有打火痕跡，嚴重的要跟換同型號或大于原容量的新品；確認控制電壓的正確性，進行順序保護動作試驗；確認保護顯示回路無異常；確認變頻器在單運行時輸出電壓的平衡度。

建議定期檢查，應一年進行一次。

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