西門子變頻器以其強(qiáng)大的效應(yīng)，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(guān)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，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(jī)影響原因及改善辦法
一、電機(jī)損壞的原因是變頻器在電機(jī)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(qiáng)度，導(dǎo)致繞組損壞。
尖峰電壓的幅度會達(dá)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(jī)定子繞組沖擊上千次，很快就會導(dǎo)致定子繞組的損壞。

二、電機(jī)損壞的原因是變頻器還會在電機(jī)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(jī)，定子繞組越容易損壞;功率越大的電機(jī)，軸承越容易損壞。

保護(hù)無力：由于現(xiàn)在所有市售電機(jī)保護(hù)器，全都是通過采集電流或電壓變化的數(shù)值，從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的;但因各種原因造成的電機(jī)軸承損毀，轉(zhuǎn)子偏心，進(jìn)而造成電機(jī)掃膛，燒毀電機(jī)的問題這些保護(hù)器都起不到保護(hù)的功能了，因?yàn)橹挥挟?dāng)電機(jī)掃膛后，繞組燒壞短路了，這類保護(hù)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(jī)軸承進(jìn)行保護(hù)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(jī)進(jìn)行人為地保護(hù)。

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(fèi)用，還無法對所有電機(jī)進(jìn)行看護(hù)。
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(dǎo)致轉(zhuǎn)子偏心，電機(jī)掃膛，燒毀電機(jī)的事故就無法避免了普通電機(jī)由變頻器驅(qū)動時，壽命大幅度縮短，嚴(yán)重時，幾個月就出現(xiàn)定子繞組損壞。
由此導(dǎo)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(jī)的影響：
1、電動機(jī)的效率和溫升的問題不論哪種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)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(jī)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?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)是以接近于基波頻率所對應(yīng)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(dǎo)條后，便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。
還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。
這些損耗都會使電動機(jī)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(jī)運(yùn)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(jī)絕緣強(qiáng)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(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的4～6倍電壓疊加在電動機(jī)運(yùn)行電壓上，會對電動機(jī)對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊電動機(jī)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(jī)采用變頻器供電時，會使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。
變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機(jī)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(dāng)電磁力波的頻率和電動機(jī)機(jī)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(jī)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(jī)的各構(gòu)件的固有震動頻率。

4、電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力由于采用變頻器供電后，電動機(jī)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(jìn)行快速制動，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，電動機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)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(jī)影響比較大，通常在設(shè)計(jì)的時候?yàn)榻档椭C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(shè)備長期的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，下列器件應(yīng)定期更換：
1． 冷卻風(fēng)扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱嚴(yán)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(fēng)扇的壽命大約為10Kh—40Kh。
按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為2—3年就要更換一次風(fēng)扇，直接冷卻風(fēng)扇有二線和三線之分，二線風(fēng)扇其中一線為正，另一線為負(fù)，更換時不要接錯；三線風(fēng)扇除了正、負(fù)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(fēng)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(yīng)更換。


西門子變頻器定期保養(yǎng)
清掃空氣過濾器冷卻風(fēng)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(yīng)大于幾十兆歐。
導(dǎo)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(guān)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(diǎn)是否有打火痕跡，嚴(yán)重的要跟換同型號或大于原容量的新品；確認(rèn)控制電壓的正確性，進(jìn)行順序保護(hù)動作試驗(yàn)；確認(rèn)保護(hù)顯示回路無異常；確認(rèn)變頻器在單運(yùn)行時輸出電壓的平衡度。

建議定期檢查，應(yīng)一年進(jìn)行一次。

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