变频电机是通过变频器供电,普遍采用脉冲宽度调制的方式获得接近正弦波的电流。由于变频器输出的电压波形为宽度不同的脉冲方波,一方面电机绕组绝缘持续承受高频电压的冲击,另一方面每秒脉冲方波数或载波频率很高,可以达到几百甚至几千赫兹甚至更高,电机转子部分中的高频电流会导致有明显的集肤效应,使转子电阻增大,自然转子铜损增大、电机效率下降。从电机且温度的层面分析,较大的损耗对应较高的温度。
同时,高频脉冲方波所带来的谐波因素会导致电机的某个频段电磁振动和噪声增大,对电机绕组绝缘结构的稳定性和轴承系统都会造成极为不利的影响。
高频脉冲电压作用到绕组后,将会在绕组上产生不均匀的匝间电压,较高的电压峰值对绕组的匝间绝缘冲击较大,特别是在场强极其不均匀的绕组端部,匝间绝缘受到的冲击更多,因而对电磁线的绝缘性能考验特别严苛。为了保证电机绕组的电气可靠性,变频电机绕组采用的电磁线应具备较高的绝缘等级,并具有防电晕性能特点。
在电机运行过程中,绕组匝间电压的快速交变,会导致绕组端部产生不同程度的放电现象,严重时导致绕组绝缘局部击穿。从实际的绕组故障统计可以发现,当采用和普通电机同样规格、品类的电磁线时,变频电机绕组的寿命相对较短。
综上所述,变频电机供电电源的特殊性,决定了变频电机绕组绝缘结构不能等同于普通电机,必须严格控制电磁线选择、辅助绝缘材料选择、浸漆工艺等关键环节。
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