變頻技術在工業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，它的技術核心就是變頻器和變頻電機。繞組絕緣擊穿和軸承磨損是常見的兩種電機故障原因，但導致這些故障發(fā)生的原因卻多種多樣。
一.電能質(zhì)量問題
1.電能質(zhì)量問題-瞬態(tài)電壓
• 瞬態(tài)電壓可能是由多種原因引起的。鄰近負載的投入或切出修正功率因數(shù)而安裝的電容器組天氣因素這些瞬態(tài)電壓在幅值和頻率上差異很大，會造成電機繞組絕緣性能下降或被擊穿。
• 影響：電機繞組絕緣擊穿造成電機早期故障以及計劃外停工。
• 測量及診斷儀器：Fluke 438-II電能質(zhì)量和電機分析儀。
2.電能質(zhì)量問題-電壓不平衡
• 三相配電系統(tǒng)經(jīng)常為單相負載供電。阻抗或負載分布不平衡會影響全部三相之間的不平衡。潛在的故障可能發(fā)生在電機連接電纜、電機端子以及電機繞組本身。
• 影響：不平衡現(xiàn)象造成某相或某幾相上電流過大，從而造成溫度升高，導致絕緣擊穿。
• 測量及診斷儀器：Fluke 438-II電能質(zhì)量和電機分析儀。
3.電能質(zhì)量問題-諧波畸變
• 簡單的說，諧波是一種有害的高頻交流電壓或電流源。這種附加能量并不用于驅(qū)動電機軸承，而是在繞組內(nèi)循環(huán)，并終形成內(nèi)部能源損耗。這些損耗以熱量形式消散，隨著時間的推移，將造成繞組絕緣性能下降。在調(diào)查諧波畸變時，使用電能質(zhì)量分析儀監(jiān)測變壓器處的電流，確保不過載。對于各次諧波，可接受的畸變水平不同，由諸如IEEE 519-1992這樣的標準定義。
• 影響：降低電機效率，增加維護維修費用，工作溫度升高。
• 測量及診斷儀器：Fluke 438-II電能質(zhì)量和電機分析儀。
4.電能質(zhì)量問題-檢測工具438II電能質(zhì)量和電機分析儀
• 識別暫降、暫升、瞬變、諧波和不平衡等電能質(zhì)量問題。
• 在無需機械傳感器的情況下計算機械功率和效率。
• 測量電壓、電流、功率、視在功率、功率系數(shù)、諧波失真和不平衡度等電源參數(shù)，以確定影響電機效率的特性。
二.變頻驅(qū)動問題
1.變頻驅(qū)動-過沖電壓
• 變頻驅(qū)動采用脈寬調(diào)制(PWM)技術來控制電機的輸入電壓和頻率。當電源和負載之間存在阻抗不匹配時，就會產(chǎn)生反射。阻抗不匹配的原因可能是安裝不正確、元件選擇不正確或隨著時間推移設備發(fā)生了老化。在電機驅(qū)動電路中，反射峰值與直流總線的電壓一樣高。
• 影響：電機繞組絕緣擊穿造成計劃外停工。
• 測量及診斷儀器：Fluke MDA-550變頻電機分析儀、Fluke 1537絕緣測試儀
2.變頻驅(qū)動-過沖電壓
長電纜對電機的影響：
a,電流脈動損傷電機絕緣、導致電機轉(zhuǎn)矩波動：實際加到電機繞組上的電壓波形為方波，在波形的上升沿和下降沿，由于電纜分布電容的存在，會形成脈動充放電電流，疊加到電機繞組上，對電機絕緣造成損傷；也會形成轉(zhuǎn)矩脈動；電機噪音加大。
b,反射電壓的形成：電纜超長，加大了dv/dt，在變頻器和電機之間形成電壓反射，電壓幅值甚至超過兩倍的直流母線電壓，不僅加大了對電機絕緣的損傷，甚至引起電機軸電流加大，引起電機軸承損傷。
c,電纜超長:線路上的壓降加大，加到電機繞組的電壓降低，可能導致電機弱磁運行，導致電機出力不足。
具體處理辦法：
1)加裝輸出電抗器，甚至采用電抗器串聯(lián)的方式。
2)加裝dv/dt和 VPL濾波器。
3)加裝正弦波濾波器。
4)適當加大電纜截面積。
5)適當降低變頻器的載波頻率，進而減小每個周期內(nèi)，尖峰電壓對電機絕緣的損傷。
6)對于一拖多的應用，除了變頻器輸出加電抗器之外，還要考慮，從變頻器輸出用一根主電纜到現(xiàn)場，然后在現(xiàn)場，將主電纜分成支路。
3.變頻驅(qū)動-檢測工具MDA-550變頻電機測試儀
• 分步對電機驅(qū)動器輸入、直流總線、驅(qū)動器輸出、電機輸入和電機軸 進行測量
• 測量電機驅(qū)動器的主要參數(shù)，包括電壓、電流、直流總線電壓電平和交流波紋、電壓和電流失衡和諧波 、電壓調(diào)制和電機軸電壓放電
4.變頻驅(qū)動-過載
• 電機負載過大時，即發(fā)生電機過載。伴隨電機過載發(fā)生的主要現(xiàn)象有電流過大、扭矩不足及過熱。電機過熱是電機故障的主要原因之一。由于30 %的電機故障是由于過載引起的，所以理解如何測量并判斷電機過載非常重要。
• 影響：電機的電氣和機械部件過早磨損。
• 測量及診斷儀器：Fluke Ti400+ 紅外熱像儀
5.變頻驅(qū)動-熱像儀Ti 400+ 熱像儀
• 320 x 240 分辨率
• LaserSharp™ 自動對焦
• 可加裝長焦、廣角和微距鏡頭
• 可測量高達 650 °C 的溫度
• 2 米跌落測試
三.機械問題
1.機械問題-不平衡
• 不平衡是指旋轉(zhuǎn)部件的一種現(xiàn)象，其質(zhì)量中心未處于旋轉(zhuǎn)軸線上。引起不平衡的因素有很多，包括：
• 污垢積累• 配重丟失• 制造差異• 電機繞組的質(zhì)量不均勻或其他磨損相關因素
• 影響：機械傳動部件過早磨損。
• 測量及診斷儀器：Fluke 810測振儀，3561振動傳感器
2.機械問題-松動
• 旋轉(zhuǎn)松動是由于機器的轉(zhuǎn)動部分和固定部分之間的間隙過大造成的，例如軸承。
• 非旋轉(zhuǎn)松動發(fā)生在兩個正常固定部件之間，例如支腿和基座、軸承體和機器之間。
• 振動診斷儀或分析儀有助于確定轉(zhuǎn)動機械是否處于不平衡狀態(tài)。
• 影響：機械傳動部件過早磨損。
• 測量及診斷儀器：Fluke 810測振儀
3.機械問題-軸磨損
• 由于機械、潤滑或磨損問題，失效的軸承將造成阻力增大、熱量增加以及效率降低。軸承故障的原因有多種：• 負載超過設計能力• 潤滑不足或不正確• 軸承密封失效• 軸失中• 安裝不正確• 正常磨損• 感應軸電壓
• 軸承一旦開始故障，就會引起級聯(lián)效應，加快電機故障。有13 %的電機故障是由軸承失效引起的，工廠中超過60 %的機械故障是由于軸承磨損引起的，所以學習如何診斷這一潛在問題非常重要。
• 影響：加快轉(zhuǎn)動部件磨損，造成軸承故障。
• 測量及診斷儀器：Fluke 810測振儀， 3561振動傳感器
4.機械問題-對中
• 當電機傳動軸與負載未正確對準或者將電機聯(lián)結至負載的部件失中時，即發(fā)生失中。
• 誤區(qū)：許多專業(yè)人士認為彈性聯(lián)軸器可消除和補償失中，但彈性聯(lián)軸器僅保護聯(lián)軸器不受失中的影響。失中的類型有三種：角度失中：傳動軸中心線發(fā)生交叉，而非平行。• 平行失中：傳動軸中心線平行，但不在同一中心。組合失中：平行失中和角度失中相組合。(注：幾乎所有失中均為組合失中，但業(yè)內(nèi)人士一般將失中分為兩種獨立的類型，因為分別解決角度失中和平行失中比較容易修正失中問題。)
• 影響：機械傳動部件過早磨損。
• 測量及診斷儀器：Fluke 810測振儀、Fluke 830激光軸對中儀
特別對于高速電機或者使用剛性聯(lián)軸器的電機，對中問題會嚴重影響軸承壽命。
5.機械問題-振動測試810測振儀-每個部門*的測試儀
• 實時判斷和定位各種常見的機械故障(軸承問題/不對中/不平衡/松動)以便針對故障的根本原因安排維修工作，大大減少計劃外停機時間
• 故障的嚴重程度分為四個等級使你可以按重要性排序安排維修工作
6.機械問題-振動測試3561振動傳感器-開創(chuàng)全廠狀態(tài)檢測布局
• 多個振動傳感器可連接到單個3502FC網(wǎng)關，傳送數(shù)據(jù)到Fluke Connect云端，后通過Fluke connect APP 或網(wǎng)頁版軟件讀取和管理數(shù)據(jù)
• 頻率范圍：10-1000 Hz
7.機械問題-對中儀830對中儀-引導式菜單實現(xiàn)輕松對中
• 采用單束激光測量技術，從而降低干涉誤差，提高數(shù)據(jù)精度
• 直觀的引導式用戶界面讓您可以輕松快速地完成設備對中
• 靈活、可靠、可重復 動態(tài)機械偏差檢查持續(xù)評估對中調(diào)整情況，讓您知道設備對中數(shù)據(jù)在可接受范圍內(nèi)
• *的擴展模式可以通過增加激光探測器測量范圍(相當于增加激光探測器尺寸) 應對嚴重未對中情形
四.安規(guī)問題
1.安規(guī)問題-軸電流
• 當電機軸電壓超過軸承潤滑脂的絕緣能力時，將會有飛弧電流通向外軸承，造成軸承套圈內(nèi)出現(xiàn)電點蝕和凹槽。
• 影響：在軸承表面形成點蝕和凹槽，造成振動過大，終引發(fā)軸承故障
• 測量及診斷儀器：Fluke MDA-550變頻電機分析儀
2.安規(guī)-∑電流
• ∑電流本質(zhì)上是在系統(tǒng)中循環(huán)的雜散電流。數(shù)值上等于三相電流之和。∑電流產(chǎn)生的原因與導體中信號頻率、電壓水平、電容及電感有關。這些環(huán)流常見于保護地系統(tǒng)，造成干擾跳閘，或者有些情況下在繞組中產(chǎn)生過多熱。
• 影響：保護地電流造成電路異常跳閘
• 測量及診斷儀器：FLUKE MDA-550變頻電機分析儀
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