普通電機(jī)當(dāng)變頻電機(jī)使用最致命的缺陷是電磁線匝間絕緣不足,不得不引起重視的電機(jī)匝間問題,把普通電機(jī)作為變頻電機(jī)使用,除了低速發(fā)熱問題外,最致命的缺陷是電磁線匝間絕緣不足以抵抗電源中的高頻脈振成份,容易發(fā)生匝間短路故障。再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,因而電機(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,最后絕緣通過薄弱環(huán)節(jié)擊穿。

線圈匝間絕緣擊穿機(jī)理
電機(jī)線圈通常由很多線匝繞成的,如果絕緣不好的話,疊加在一起的線圈之間會短路,相當(dāng)于一部分線圈直接被短路掉不起作用了。

匝間短路后,被短路部分的電機(jī)繞組處在合成旋轉(zhuǎn)磁場中,感應(yīng)電勢而在短路線匝中產(chǎn)生感應(yīng)電流或環(huán)流,因短路線匝阻抗非常小,感應(yīng)電流卻很大而局部過熱現(xiàn)象嚴(yán)重,出現(xiàn)嚴(yán)重不對稱。
為平衡故障線圈內(nèi)的環(huán)流,未發(fā)生短路故障的線圈電流也比以前大了,電機(jī)運(yùn)行中會出現(xiàn)振動加重、電流增大、電流不平,出力相對減小,嚴(yán)重時(shí)電機(jī)會出現(xiàn)冒煙燒毀。
標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)變頻器供電情況下的異常情況,說明標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)用作為變頻電機(jī)風(fēng)險(xiǎn)大,一旦有一個薄弱點(diǎn)匝間絕緣擊穿短路,因發(fā)熱故障點(diǎn)將進(jìn)一步擴(kuò)大匝間的范圍直至燒毀。

電機(jī)匝間短路故障的具體表象
● 被短路的線圈中環(huán)流很大(常達(dá)到正常電流的2—10倍),線圈會嚴(yán)重發(fā)熱;但該現(xiàn)象難以直接觀察到,對于安裝測溫監(jiān)測裝置的電機(jī),可以直觀發(fā)現(xiàn);
● 三相電流不平衡,電動機(jī)轉(zhuǎn)矩降低;該問題在電機(jī)試驗(yàn)狀態(tài)可以通過監(jiān)視數(shù)據(jù)直觀發(fā)現(xiàn),對于電機(jī)運(yùn)行過程有電流監(jiān)控的情況也比較直觀。
● 出現(xiàn)雜音;該類故障出現(xiàn)的雜音比較特別,聲音比較沉悶,同時(shí)會伴有一種焦糊臭味。
● 短路嚴(yán)重時(shí),電動機(jī)不能帶負(fù)載起動。該情況主要會出現(xiàn)在電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下。
●普通電機(jī)用作為變頻電機(jī)。
匝間短路故障預(yù)防及防范措施
匝間故障的預(yù)防應(yīng)考慮從材料、設(shè)計(jì)符合性,線圈、繞組制作的工藝性,以及繞組的絕緣處理工藝方面入手,并結(jié)合電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況。
●電磁線的性能符合性對于匝間故障控制特別關(guān)鍵,電磁線回彈、漆膜連續(xù)性、直流電阻和耐電壓檢測項(xiàng)目檢測能比較直觀的反映其性能符合性。
●設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)結(jié)合不同產(chǎn)品對應(yīng)的制造工藝,從槽滿率、端部尺寸控制方面綜合評價(jià)。
●絕緣處理是電機(jī)繞組制造的關(guān)鍵工藝,要通過保證掛漆量和固化效果,預(yù)防電動運(yùn)行過程的振動影響,并保證電機(jī)能有較好的散熱效果。
●除以上因素外,制造過程人為性的繞組損傷,這要從鐵芯制造、帶繞組鐵芯轉(zhuǎn)運(yùn)、轉(zhuǎn)子穿入定子過程等環(huán)節(jié)采取必要的防范措施。
變頻電機(jī)對線匝絕緣的好壞特別敏感,將普通電機(jī)用在變頻器供電場所,電機(jī)會莫名其妙過流燒毀變頻器功率模塊。