变频控制电机发热的原因分析及其对策

变频控制电机发热的原因分析及其对策

近年来变频控制电机在井区使用更加广泛，电机发热问题总是困扰着使用方，下面我就《变频控制电机发热的原因分析及其对策》这一课题加以阐述：

一、变频控制电机发热的原因分析

1、高次谐波引起电机的效率和功率因数变差，电机损耗增加。变频装置用交-直-交控制，变频器输出的电压、电流波形均有高次谐波。由于普遍电机是按正弦波电源制造的，当有高次谐波流过电动机绕组时，铜损增大，并引起附加损耗，从而引起绕组发热。有资料表明，变频器传动与工频电源传动相比，电流约增加10%，温升约增加20%。

2、电机低速运转，散热能力变差使用变频调速后电机往往处于低于额定转速的运行状态，标准电机的冷却风扇装在转子轴上，所以在低频下运转的电机，因电机转速降低而使冷却效果大幅度下降。

3、电压变化率du/dt增高，电机故障率增加。目前市场上的变频器大部分是交-直-交变频器，其逆变部分是将直流电压转换为三相交流电压，通过控制六个桥臂的开关元件导通、关断来实现三相交流电压的输出。如常见的改变变频器输出电压的PWM方式，它虽与正弦波电压幅值等效，但实际上是由一系列矩形波组成，由于电机绕组匝间电压变化率du/dt很高，电机绕组的电压分布变得很不均匀，使绕组匝间短路的故障增加。从我维修变频控制电机的故障情况来看，几乎全是由匝间短路引起，由此可见，变频控制对电机的绝缘等级的要求更高。

4、电机发热除上述原因外，还由于电机长期运行在粉尘含量较高的环境中，未定期清扫，造成定转子风道堵塞，致使气流不畅，散热效果降低，尤其是夏季，环境温度高，电机工作温度大大增加，导致电机过热烧毁。

二、变频控制电机发热问题的相应对策：

1、合理选用变频控制电机，原电机如果工作频率达不到30Hz，在峰值电流不致引起过电流保护动作的情况下，可以极数更高的电机替代，尤其对于恒转矩负载要适当加大电机的功率等级与电机极数，以提高其带载能力；有条件的地方，应采用变频专用电机。

2、加强电机的计划检修，尤其在夏季来临前，要对定转子风道进行清扫，改善电机的散热条件。在夏季时应采用外加风机对电机强迫风冷。

3、将电子过热保护器的整定值调小，配外加热过载继电器，最好在电机绕组内配PTC热保护。

4、提高电机的绝缘材料等级，如在电机检修时，将B级绝缘提高为F级绝缘，以提高匝间绝缘性能及绕组的耐热能力，这样可从根本上解决变频控制电机使用寿命短的问题。

5、尽可能提高电机的运行频率。使用证明电机工作频率30Hz 以上时，基本可以解决变频电机的散热问题。

这是我工作多年来的对变频控制电机发热问题的维修技术总结，供大家参考。

旗四转徐东