變頻器在機床故障保護中的重要作用

變頻器解決了電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題  
    變頻器驅動感應電機的電機模型，Csf為定子與機殼之間的等效電容，Csr為定子與轉子之間的等效電容，Crf為轉子與機殼之間的等效電容，Rb為軸承對軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。高頻PWM脈沖輸入下，電機內分布電容的電壓耦合作用構成系統共模回路，從而引起對地漏電流、軸電壓與軸承電流問題。變頻器驅動感應電機的電機模型漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時不平衡電壓與大地之間通過Csf產生。其大小與PWM的dv/dt大小與開關頻率大小有關，其直接結果將導致帶有漏電保護裝置動作。另外，對于舊式電機，由于其絕緣材料差，又經過長期運行老化，有些在經過變頻改造后造成絕緣損壞。因此，無憂備件網建議在改造前，必須進行絕緣的測試。對于新的變頻電機的絕緣，要求要比標準電機高出一個等級。軸承電流主要以三種方式存在：dv/dt電流、EDM(Electric Discharge Machining)電流和環路電流。軸電壓的大小不僅與電機內各部分耦合電容參數有關，且與脈沖電壓上升時間和幅值有關。dv/dt電流主要與PWM的上升時間tr有關，tr越小，dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流出現存在一定的偶然性，只有當軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內部發生接觸時，存儲在電子轉子對地電容Crf上的電荷(1/2 Crf×Urf)通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對地進行火花式放電，造成軸承光潔度下降，降低使用壽命，嚴重地造成直接損壞。損壞程度主要取決于軸電壓和存儲在電子轉子對地電容Crf的大小。環路電流發生在電網變壓器地線、變頻器地線、電機地線及電機負載與大地地線之間的回路(如水泵類負載)中。環路電流主要造成傳導干擾和地線干擾，對變頻器和電機影響不大。避免或者減小環流的方法就是盡可能減小地線回路的阻抗。由于變頻器接地線(PE變頻器)一般與電機接地線(PE電機1)連接在一個點，因此，必須盡可能加粗電機接地電纜線徑，減小兩者之間的電阻，同時變頻器與電源之間的地線采用地線銅母排或者專用接地電纜，保證良好接地。對于潛水深井泵這樣的負載，接地阻抗ZE電機2可能小于ZE變壓器與ZE變頻器之和，容易形成地環流，無憂備件網建議斷開ZE變頻器，抗干擾效果好。在變頻器輸出端串由電感、RC組成的正弦波濾波器是抑制軸電壓與軸承電流的有效途徑。