变频调速电动机产生机械共振原因和处理-故障率与使用时间

有时，变频调速电动机在某一频率段运行时，出现噪声大或振动大的现象。这是因为电动机及其连接的负载、安装基架等组成的机械系统（以电动机为主）的固有振荡频率刚好与此时运转所造成的振荡频率相等或很接近，由此发生了“机械的谐振”，或者称为“共振”的结果。
    出现这种不利现象时，可以利用改动设备支撑设备或电动机机械部件的结构等方法，来改变其固有振荡频率的方法，转移或消除“机械的谐振”点。但实践证明，此方法不易实现，也较难根除上述弊病。
    比较实际的方法是采用“打不起，躲得起”的“逃跑”战术。即利用在变频器内所设置的“频率跳变”功能，按实际使用时测量到的“共振频率”，设置“回避频率”或“跳跃频率”点，在运行调节频率的过程中，自动“跳过”共振频率点（实际上是一个较小的频率范围，一般在2Hz以内）。
    “频率跳变”功能是通过安装“频率跳变”选件来实现的。在整个频率运行范围内，一般可设置3个频率跳变点。
   普通电动机使用变频器供电时的运行噪声和振动会比使用网络电源时增大的数值与所用变频器的性能以及与电动机相互配套的关系、运行时的状态等很多因素有关。但噪声值一般要大2dB以上，振动不会超过一个档次（用振动速度有效值来表示时，常用的档次为1. 8mm/s、2.8mm/s、3.5mm/s和4. 5mm/s)。
    使用IGBT（绝缘栅型双极晶体管）和IPM（功率集成模块）的变频器，噪声增加的数值相对较少，一般在2dB以内。

变频器故障率与使用时间的关系

变频器是由众多的半导体电子元件、电力电子元件和电器元件组成的复杂装置，结构多采用单元化或模块化形式。它由主回路、逻辑控制回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只作单元级或板级检查维修。
    尽管变频器已采用多种新型部件和优化结构，但从目前的元件技术水平和经济性考虑，仍不可避免采用寿命相对较短的零部件。与此同时，还不排除零部件受到安装环境的影响，其寿命可能比预期的10年以上要短。变频器的可靠性遵循着“浴盆曲线”特性，如图所示为变频器的故障率与使用时间的关系曲线。
    图中的初期故障是指变频器在安装调试和初期运行阶段，由于元器件的某种缺陷或某种外部原因而发生的故障。元器件由于经过器件制造厂家出厂检测，变频器生产厂家进厂入库前的抽样检测，以及变频器出厂前经过严格的整机检测，能使变频器故障率降低到最低程度。个别器件存在隐患和现场安装及初期运行时的误操作，致使这一期间变频器故障率较高。
    当变频器投入正常使用后，在较长的一段时间内出现故障的情况明显减少，这时的故障可能有变频器内部某个器件发生突发性故障，也可能是由于使用环境差，使变频器内部进水或金属屑以及灰尘潮湿引起的故障。由于偶然性强，较难预料，故称为偶发故障。一般来说，在开发设计阶段有针对性地增加零部件的额定余量，在使用阶段加强维护保养是解决偶发故障的主要手段。
    磨损故障是临近使用寿命后期发生的故障，主要特征是随着时间的推移故障率明显增加。为了延长变频器的使用寿命，需要对变频器进行定期的检查和保养，在预计零部件即将到达使用寿命时进行更换，做到有备无患。

图变频器的故障率与使用时间的关系

(责任编辑：admin)

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