मोटार वेगाने तुटली आहे, आणि इन्व्हर्टर राक्षस म्हणून काम करत आहे?मोटार आणि इन्व्हर्टरमधील रहस्य वाचा एका लेखात!

मोटार वेगाने तुटली आहे, आणि इन्व्हर्टर राक्षस म्हणून काम करत आहे?मोटार आणि इन्व्हर्टरमधील रहस्य वाचा एका लेखात!

बर्याच लोकांनी मोटरला इन्व्हर्टरच्या नुकसानाची घटना शोधून काढली आहे.उदाहरणार्थ, पाण्याच्या पंपाच्या कारखान्यात, गेल्या दोन वर्षांत, त्याच्या वापरकर्त्यांनी वारंवार नोंदवले की वॉरंटी कालावधीत पाण्याचा पंप खराब झाला आहे.पूर्वी, पंप कारखान्याच्या उत्पादनांची गुणवत्ता खूप विश्वासार्ह होती.तपासाअंती असे आढळून आले की हे खराब झालेले पाण्याचे पंप सर्व फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरने चालवले जात होते.

फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर्सच्या उदयाने औद्योगिक ऑटोमेशन कंट्रोल आणि मोटर एनर्जी सेव्हिंगमध्ये नवकल्पना आणली आहेत.औद्योगिक उत्पादन फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरपासून जवळजवळ अविभाज्य आहे.दैनंदिन जीवनातही लिफ्ट आणि इन्व्हर्टर एअर कंडिशनर हे अपरिहार्य भाग झाले आहेत.फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर्स उत्पादन आणि जीवनाच्या प्रत्येक कोपऱ्यात घुसू लागले आहेत.तथापि, फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर देखील अनेक अभूतपूर्व त्रास आणते, त्यापैकी मोटरचे नुकसान ही सर्वात सामान्य घटनांपैकी एक आहे.

बर्याच लोकांनी मोटरला इन्व्हर्टरच्या नुकसानाची घटना शोधून काढली आहे.उदाहरणार्थ, पाण्याच्या पंपाच्या कारखान्यात, गेल्या दोन वर्षांत, त्याच्या वापरकर्त्यांनी वारंवार नोंदवले की वॉरंटी कालावधीत पाण्याचा पंप खराब झाला आहे.पूर्वी, पंप कारखान्याच्या उत्पादनांची गुणवत्ता खूप विश्वासार्ह होती.तपासाअंती असे आढळून आले की हे खराब झालेले पाण्याचे पंप सर्व फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरने चालवले जात होते.

फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरमुळे मोटरचे नुकसान होते या घटनेकडे अधिकाधिक लक्ष वेधले गेले असले तरी, लोकांना या घटनेची यंत्रणा अद्याप माहित नाही, ते कसे रोखायचे ते सोडा.या गोंधळांचे निराकरण करणे हा या लेखाचा उद्देश आहे.

मोटरला इन्व्हर्टरचे नुकसान

आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, मोटरच्या इन्व्हर्टरच्या नुकसानामध्ये दोन बाबींचा समावेश होतो, स्टेटर विंडिंगचे नुकसान आणि बेअरिंगचे नुकसान. अशा प्रकारचे नुकसान साधारणपणे काही आठवड्यांपासून दहा महिन्यांच्या आत होते आणि विशिष्ट वेळ अवलंबून असते. इन्व्हर्टरच्या ब्रँडवर, मोटरचा ब्रँड, मोटरची शक्ती, इन्व्हर्टरची वाहक वारंवारता, इन्व्हर्टर आणि मोटरमधील केबलची लांबी आणि सभोवतालचे तापमान.अनेक घटक संबंधित आहेत.मोटरच्या लवकर अपघाती नुकसानीमुळे एंटरप्राइझच्या उत्पादनात मोठे आर्थिक नुकसान होते.अशा प्रकारचा तोटा म्हणजे केवळ मोटार दुरुस्ती आणि बदलीचा खर्चच नाही, तर त्याहूनही महत्त्वाचे म्हणजे अनपेक्षित उत्पादन थांबल्यामुळे होणारे आर्थिक नुकसान.म्हणून, मोटर चालविण्यासाठी फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर वापरताना, मोटरच्या नुकसानीच्या समस्येकडे पुरेसे लक्ष दिले पाहिजे.

मोटरला इन्व्हर्टरचे नुकसान
इन्व्हर्टर ड्राइव्ह आणि औद्योगिक वारंवारता ड्राइव्हमधील फरक
इन्व्हर्टर ड्राइव्हच्या स्थितीत पॉवर फ्रिक्वेंसी मोटर्सचे नुकसान होण्याची अधिक शक्यता का आहे हे समजून घेण्यासाठी, प्रथम इन्व्हर्टर चालविलेल्या मोटरच्या व्होल्टेज आणि पॉवर फ्रिक्वेंसी व्होल्टेजमधील फरक समजून घ्या.मग हा फरक मोटरवर कसा विपरित परिणाम करू शकतो ते जाणून घ्या.

फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरची मूलभूत रचना आकृती 2 मध्ये दर्शविली आहे, ज्यामध्ये दोन भाग, रेक्टिफायर सर्किट आणि इन्व्हर्टर सर्किट यांचा समावेश आहे.रेक्टिफायर सर्किट हे एक डीसी व्होल्टेज आउटपुट सर्किट आहे जे सामान्य डायोड्स आणि फिल्टर कॅपेसिटरने बनलेले असते आणि इन्व्हर्टर सर्किट डीसी व्होल्टेजला पल्स रुंदी मोड्यूलेटेड व्होल्टेज वेव्हफॉर्म (PWM व्होल्टेज) मध्ये रूपांतरित करते.म्हणून, इन्व्हर्टर-चालित मोटरचे व्होल्टेज वेव्हफॉर्म हे साइन वेव्ह व्होल्टेज वेव्हफॉर्म ऐवजी वेगवेगळ्या पल्स रुंदीसह एक नाडी वेव्हफॉर्म आहे.पल्स व्होल्टेजसह मोटर चालवणे हे मोटरच्या सहज नुकसानाचे मूळ कारण आहे.

इन्व्हर्टरचे नुकसान मोटर स्टेटर विंडिंगची यंत्रणा
केबलवर पल्स व्होल्टेज प्रसारित केल्यावर, केबलचा प्रतिबाधा लोडच्या प्रतिबाधाशी जुळत नसल्यास, लोडच्या शेवटी प्रतिबिंब होईल.परावर्तनाचा परिणाम असा आहे की घटना तरंग आणि परावर्तित तरंग उच्च व्होल्टेज तयार करण्यासाठी वरवर आधारित आहेत.त्याचे मोठेपणा डीसी बस व्होल्टेजच्या जास्तीत जास्त दुप्पट पोहोचू शकते, जे आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, इन्व्हर्टरच्या इनपुट व्होल्टेजच्या सुमारे तिप्पट आहे. मोटर स्टेटरच्या कॉइलमध्ये जास्त पीक व्होल्टेज जोडले जाते, ज्यामुळे कॉइलला व्होल्टेजचा धक्का बसतो. , आणि वारंवार ओव्हरव्होल्टेज झटके मोटार अकाली अपयशी ठरतील.

फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरद्वारे चालविलेल्या मोटरवर पीक व्होल्टेजचा परिणाम झाल्यानंतर, त्याचे वास्तविक जीवन तापमान, प्रदूषण, कंपन, व्होल्टेज, वाहक वारंवारता आणि कॉइल इन्सुलेशन प्रक्रियेसह अनेक घटकांशी संबंधित आहे.

इन्व्हर्टरची वाहक वारंवारता जितकी जास्त असेल, आउटपुट करंट वेव्हफॉर्म साइन वेव्हच्या जवळ असेल, ज्यामुळे मोटरचे ऑपरेटिंग तापमान कमी होईल आणि इन्सुलेशनचे आयुष्य वाढेल.तथापि, उच्च वाहक वारंवारता म्हणजे प्रति सेकंद व्युत्पन्न होणाऱ्या स्पाइक व्होल्टेजची संख्या जास्त आहे आणि मोटारीला झटके बसण्याची संख्या जास्त आहे.आकृती 4 केबलची लांबी आणि वाहक वारंवारता यांचे कार्य म्हणून इन्सुलेशन जीवन दर्शवते.आकृतीवरून हे पाहिले जाऊ शकते की 200-फूट केबलसाठी, जेव्हा वाहक वारंवारता 3kHz वरून 12kHz (4 वेळा बदल) केली जाते, तेव्हा इन्सुलेशनचे आयुष्य सुमारे 80,000 तासांपासून 20,000 तासांपर्यंत कमी होते (फरक 4 वेळा).

इन्सुलेशनवर वाहक वारंवारतेचा प्रभाव
मोटारचे तापमान जितके जास्त असेल तितके इन्सुलेशनचे आयुष्य कमी होईल, आकृती 5 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, जेव्हा तापमान 75°C पर्यंत वाढते, तेव्हा मोटरचे आयुष्य केवळ 50% असते.इन्व्हर्टरद्वारे चालविलेल्या मोटरसाठी, PWM व्होल्टेजमध्ये अधिक उच्च-फ्रिक्वेंसी घटक असल्याने, मोटरचे तापमान पॉवर फ्रिक्वेंसी व्होल्टेज ड्राइव्हपेक्षा खूप जास्त असेल.
इन्व्हर्टर डॅमेज मोटर बेअरिंगची यंत्रणा
फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरमुळे मोटर बेअरिंगला नुकसान होण्याचे कारण म्हणजे बेअरिंगमधून विद्युत प्रवाह वाहत असतो आणि हा विद्युतप्रवाह अधूनमधून जोडण्याच्या स्थितीत असतो.मधूनमधून कनेक्शन सर्किट एक चाप निर्माण करेल, आणि चाप बेअरिंग बर्न करेल.

एसी मोटरच्या बेअरिंगमध्ये विद्युत प्रवाह वाहण्याची दोन मुख्य कारणे आहेत.प्रथम, अंतर्गत विद्युत चुंबकीय क्षेत्राच्या असंतुलनामुळे व्युत्पन्न झालेले प्रेरित व्होल्टेज आणि दुसरे, स्ट्रे कॅपेसिटन्समुळे होणारा उच्च-वारंवारता प्रवाह.

आदर्श AC इंडक्शन मोटरमधील चुंबकीय क्षेत्र सममितीय आहे.जेव्हा थ्री-फेज विंडिंग्सचे प्रवाह समान असतात आणि टप्पे 120° ने भिन्न असतात, तेव्हा मोटरच्या शाफ्टवर कोणतेही व्होल्टेज प्रेरित होणार नाही.जेव्हा इनव्हर्टरद्वारे PWM व्होल्टेज आउटपुट मोटरमधील चुंबकीय क्षेत्र असममित होते, तेव्हा शाफ्टवर व्होल्टेज प्रेरित केले जाईल.व्होल्टेज श्रेणी 10~30V आहे, जी ड्रायव्हिंग व्होल्टेजशी संबंधित आहे.ड्रायव्हिंग व्होल्टेज जितके जास्त असेल तितके शाफ्टवरील व्होल्टेज जास्त असेल.उच्चजेव्हा या व्होल्टेजचे मूल्य बेअरिंगमधील स्नेहन तेलाच्या डायलेक्ट्रिक सामर्थ्यापेक्षा जास्त होते, तेव्हा एक वर्तमान मार्ग तयार होतो.शाफ्टच्या रोटेशन दरम्यान काही क्षणी, स्नेहन तेलाचे इन्सुलेशन पुन्हा प्रवाह थांबवते.ही प्रक्रिया यांत्रिक स्विचच्या ऑन-ऑफ प्रक्रियेसारखीच असते.या प्रक्रियेत, एक चाप तयार होईल, जो शाफ्ट, बॉल आणि शाफ्ट बाऊलचा पृष्ठभाग खाली करेल आणि खड्डे तयार करेल.जर बाह्य कंपन नसेल तर लहान डिंपल्सचा जास्त प्रभाव पडत नाही, परंतु जर बाह्य कंपन असेल तर खोबणी तयार होतील, ज्याचा मोटरच्या ऑपरेशनवर मोठा प्रभाव पडतो.

याव्यतिरिक्त, प्रयोगांनी दर्शविले आहे की शाफ्टवरील व्होल्टेज देखील इन्व्हर्टरच्या आउटपुट व्होल्टेजच्या मूलभूत वारंवारतेशी संबंधित आहे.मूलभूत वारंवारता जितकी कमी असेल तितकी शाफ्टवरील व्होल्टेज जास्त असेल आणि बेअरिंगचे नुकसान अधिक गंभीर असेल.

मोटर ऑपरेशनच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, जेव्हा स्नेहन तेलाचे तापमान कमी असते, तेव्हा वर्तमान श्रेणी 5-200mA असते, अशा लहान करंटमुळे बेअरिंगला कोणतेही नुकसान होणार नाही.तथापि, जेव्हा मोटार ठराविक कालावधीसाठी चालते तेव्हा, स्नेहन तेलाचे तापमान वाढते, शिखर प्रवाह 5-10A पर्यंत पोहोचेल, ज्यामुळे फ्लॅशओव्हर होईल आणि बेअरिंग घटकांच्या पृष्ठभागावर लहान खड्डे तयार होतील.

मोटर स्टेटर विंडिंगचे संरक्षण
जेव्हा केबलची लांबी 30 मीटरपेक्षा जास्त असते, तेव्हा आधुनिक फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर अपरिहार्यपणे मोटरच्या शेवटी व्होल्टेज स्पाइक्स निर्माण करतात, ज्यामुळे मोटरचे आयुष्य कमी होते.मोटरचे नुकसान टाळण्यासाठी दोन कल्पना आहेत.एक म्हणजे उच्च वळण इन्सुलेशन आणि डायलेक्ट्रिक ताकद असलेली मोटर वापरणे (सामान्यत: व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी मोटर असे म्हणतात), आणि दुसरे म्हणजे पीक व्होल्टेज कमी करण्यासाठी उपाययोजना करणे.पूर्वीचे माप नव्याने बांधलेल्या प्रकल्पांसाठी योग्य आहे आणि नंतरचे माप विद्यमान मोटर्सचे रूपांतर करण्यासाठी योग्य आहे.

सध्या, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मोटर संरक्षण पद्धती खालीलप्रमाणे आहेत:

1) फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरच्या आउटपुटच्या शेवटी एक अणुभट्टी स्थापित करा: हा उपाय सर्वात सामान्यपणे वापरला जातो, परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की या पद्धतीचा लहान केबल्सवर (30 मीटरच्या खाली) विशिष्ट प्रभाव पडतो, परंतु काहीवेळा परिणाम आदर्श नसतो. , आकृती 6(c) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे.

2) फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरच्या आउटपुटच्या शेवटी dv/dt फिल्टर स्थापित करा: हे उपाय अशा प्रसंगांसाठी योग्य आहे जेथे केबलची लांबी 300 मीटरपेक्षा कमी आहे आणि किंमत अणुभट्टीपेक्षा थोडी जास्त आहे, परंतु परिणाम झाला आहे. आकृती 6(d) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे लक्षणीयरीत्या सुधारले आहे.

3) फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरच्या आउटपुटवर साइन वेव्ह फिल्टर स्थापित करा: हा उपाय सर्वात आदर्श आहे.कारण येथे, PWM पल्स व्होल्टेज साइन वेव्ह व्होल्टेजमध्ये बदलले जाते, मोटर पॉवर फ्रिक्वेंसी व्होल्टेज सारख्याच परिस्थितीत काम करते आणि पीक व्होल्टेजची समस्या पूर्णपणे सोडवली गेली आहे (केबल कितीही लांब असली तरीही, तेथे असेल. पीक व्होल्टेज नाही).

4) केबल आणि मोटरमधील इंटरफेसमध्ये पीक व्होल्टेज शोषक स्थापित करा: मागील उपायांचा तोटा असा आहे की जेव्हा मोटरची शक्ती मोठी असते, तेव्हा अणुभट्टी किंवा फिल्टरचे आकारमान आणि वजन जास्त असते आणि किंमत तुलनेने असते. उच्चयाव्यतिरिक्त, अणुभट्टी फिल्टर आणि फिल्टर दोन्हीमुळे विशिष्ट व्होल्टेज ड्रॉप होईल, ज्यामुळे मोटरच्या आउटपुट टॉर्कवर परिणाम होईल.इन्व्हर्टर पीक व्होल्टेज शोषक वापरून या उणीवांवर मात करता येते.एरोस्पेस सायन्स अँड इंडस्ट्री कॉर्पोरेशनच्या द्वितीय अकादमीच्या 706 द्वारे विकसित केलेले SVA स्पाइक व्होल्टेज शोषक हे प्रगत पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स तंत्रज्ञान आणि बुद्धिमान नियंत्रण तंत्रज्ञानाचा अवलंब करते आणि मोटर नुकसान सोडवण्यासाठी एक आदर्श उपकरण आहे.याव्यतिरिक्त, एसव्हीए स्पाइक शोषक मोटरच्या बीयरिंगचे संरक्षण करते.

स्पाइक व्होल्टेज शोषक हे नवीन प्रकारचे मोटर संरक्षण उपकरण आहे.मोटरचे पॉवर इनपुट टर्मिनल्स समांतर कनेक्ट करा.

1) पीक व्होल्टेज डिटेक्शन सर्किट रिअल टाइममध्ये मोटर पॉवर लाइनवरील व्होल्टेज मोठेपणा शोधते;

2) जेव्हा शोधलेल्या व्होल्टेजची परिमाण सेट थ्रेशोल्डपेक्षा जास्त असेल, तेव्हा पीक व्होल्टेजची ऊर्जा शोषण्यासाठी पीक एनर्जी बफर सर्किट नियंत्रित करा;

3) जेव्हा पीक व्होल्टेजची उर्जा पीक एनर्जी बफरने भरलेली असते, तेव्हा पीक एनर्जी शोषक कंट्रोल व्हॉल्व्ह उघडला जातो, ज्यामुळे बफरमधील पीक एनर्जी पीक एनर्जी शोषकमध्ये सोडली जाते आणि विद्युत उर्जेचे उष्णतेमध्ये रूपांतर होते. ऊर्जा

4) तापमान मॉनिटर शिखर ऊर्जा शोषक तापमानाचे निरीक्षण करतो.जेव्हा तापमान खूप जास्त असते, तेव्हा ऊर्जेचे शोषण कमी करण्यासाठी पीक एनर्जी शोषण नियंत्रण वाल्व योग्यरित्या बंद केले जाते (मोटार संरक्षित आहे याची खात्री करण्यासाठी), जेणेकरून पीक व्होल्टेज शोषक जास्त गरम होण्यापासून आणि नुकसान होण्यापासून रोखता येईल.नुकसान

5) बेअरिंग करंट शोषण सर्किटचे कार्य बेअरिंग करंट शोषून घेणे आणि मोटर बेअरिंगचे संरक्षण करणे आहे.

वर नमूद केलेल्या du/dt फिल्टर, साइन वेव्ह फिल्टर आणि इतर मोटर संरक्षण पद्धतींच्या तुलनेत, पीक शोषक लहान आकाराचे, कमी किंमतीचे आणि सुलभ स्थापना (समांतर स्थापना) हे सर्वात मोठे फायदे आहेत.विशेषत: उच्च पॉवरच्या बाबतीत, किंमत, व्हॉल्यूम आणि वजनाच्या बाबतीत पीक शोषकचे फायदे अतिशय प्रमुख आहेत.याव्यतिरिक्त, ते समांतर स्थापित केले असल्याने, तेथे कोणतेही व्होल्टेज ड्रॉप होणार नाही आणि du/dt फिल्टर आणि साइन वेव्ह फिल्टरवर विशिष्ट व्होल्टेज ड्रॉप असेल आणि साइन वेव्ह फिल्टरचा व्होल्टेज ड्रॉप 10 च्या जवळ आहे. %, ज्यामुळे मोटरचा टॉर्क कमी होईल.

अस्वीकरण: हा लेख इंटरनेटवरून पुनरुत्पादित केला आहे.लेखाची सामग्री केवळ शिकण्यासाठी आणि संवादासाठी आहे.एअर कंप्रेसर नेटवर्क लेखातील दृश्यांसाठी तटस्थ राहते.लेखाचा कॉपीराइट मूळ लेखकाचा आणि व्यासपीठाचा आहे.कोणतेही उल्लंघन असल्यास, कृपया हटविण्यासाठी संपर्क साधा