變頻技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用，它的技術(shù)核心就是變頻器和變頻電機(jī)。繞組絕緣擊穿和軸承磨損是常見的兩種電機(jī)故障原因，但導(dǎo)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(fù)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(jī)繞組絕緣性能下降或被擊穿。
• 影響：電機(jī)繞組絕緣擊穿造成電機(jī)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(jī)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(fù)載供電。阻抗或負(fù)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(jī)連接電纜、電機(jī)端子以及電機(jī)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(dǎo)致絕緣擊穿。
• 測量及診斷儀器：Fluke 438-II電能質(zhì)量和電機(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)定義。
• 影響：降低電機(jī)效率，增加維護(hù)維修費(fèi)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(jī)分析儀。
4.電能質(zhì)量問題-檢測工具438II電能質(zhì)量和電機(jī)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(jī)械傳感器的情況下計算機(jī)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(jī)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(shù)來控制電機(jī)的輸入電壓和頻率。當(dāng)電源和負(fù)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(shè)備發(fā)生了老化。在電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的影響：
a,電流脈動損傷電機(jī)絕緣、導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動：實(shí)際加到電機(jī)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(jī)繞組上，對電機(jī)絕緣造成損傷；也會形成轉(zhuǎn)矩脈動；電機(jī)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(jī)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(jī)絕緣的損傷，甚至引起電機(jī)軸電流加大，引起電機(jī)軸承損傷。
c,電纜超長:線路上的壓降加大，加到電機(jī)繞組的電壓降低，可能導(dǎo)致電機(jī)弱磁運(yùn)行，導(dǎo)致電機(jī)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(dāng)加大電纜截面積。
5)適當(dāng)降低變頻器的載波頻率，進(jìn)而減小每個周期內(nèi)，尖峰電壓對電機(jī)絕緣的損傷。
6)對于一拖多的應(yīng)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M(jìn)DA-550變頻電機(jī)測試儀
• 分步對電機(jī)驅(qū)動器輸入、直流總線、驅(qū)動器輸出、電機(jī)輸入和電機(jī)軸 進(jìn)行測量
• 測量電機(jī)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(jī)軸電壓放電
4.變頻驅(qū)動-過載
• 電機(jī)負(fù)載過大時，即發(fā)生電機(jī)過載。伴隨電機(jī)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(jī)過熱是電機(jī)故障的主要原因之一。由于30 %的電機(jī)故障是由于過載引起的，所以理解如何測量并判斷電機(jī)過載非常重要。
• 影響：電機(jī)的電氣和機(jī)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(dá) 650 °C 的溫度
• 2 米跌落測試
三.機(jī)械問題
1.機(jī)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(jī)繞組的質(zhì)量不均勻或其他磨損相關(guān)因素
• 影響：機(jī)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(jī)械問題-松動
• 旋轉(zhuǎn)松動是由于機(jī)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(jī)器之間。
• 振動診斷儀或分析儀有助于確定轉(zhuǎn)動機(jī)械是否處于不平衡狀態(tài)。
• 影響：機(jī)械傳動部件過早磨損。
• 測量及診斷儀器：Fluke 810測振儀
3.機(jī)械問題-軸磨損
• 由于機(jī)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(fù)載超過設(shè)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(yīng)軸電壓
• 軸承一旦開始故障，就會引起級聯(lián)效應(yīng)，加快電機(jī)故障。有13 %的電機(jī)故障是由軸承失效引起的，工廠中超過60 %的機(jī)械故障是由于軸承磨損引起的，所以學(xué)習(xí)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(jī)械問題-對中
• 當(dāng)電機(jī)傳動軸與負(fù)載未正確對準(zhǔn)或者將電機(jī)聯(lián)結(jié)至負(fù)載的部件失中時，即發(fā)生失中。
• 誤區(qū)：許多專業(yè)人士認(rèn)為彈性聯(lián)軸器可消除和補(bǔ)償失中，但彈性聯(lián)軸器僅保護(hù)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(dú)立的類型，因?yàn)榉謩e解決角度失中和平行失中比較容易修正失中問題。)
• 影響：機(jī)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(jī)或者使用剛性聯(lián)軸器的電機(jī)，對中問題會嚴(yán)重影響軸承壽命。
5.機(jī)械問題-振動測試810測振儀-每個部門*的測試儀
• 實(shí)時判斷和定位各種常見的機(jī)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(jī)時間
• 故障的嚴(yán)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(jī)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(guān)，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(jī)械問題-對中儀830對中儀-引導(dǎo)式菜單實(shí)現(xiàn)輕松對中
• 采用單束激光測量技術(shù)，從而降低干涉誤差，提高數(shù)據(jù)精度
• 直觀的引導(dǎo)式用戶界面讓您可以輕松快速地完成設(shè)備對中
• 靈活、可靠、可重復(fù) 動態(tài)機(jī)械偏差檢查持續(xù)評估對中調(diào)整情況，讓您知道設(shè)備對中數(shù)據(jù)在可接受范圍內(nèi)
• *的擴(kuò)展模式可以通過增加激光探測器測量范圍(相當(dāng)于增加激光探測器尺寸) 應(yīng)對嚴(yán)重未對中情形
四.安規(guī)問題
1.安規(guī)問題-軸電流
• 當(dāng)電機(jī)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(diǎn)蝕和凹槽。
• 影響：在軸承表面形成點(diǎn)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(jī)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(dǎo)體中信號頻率、電壓水平、電容及電感有關(guān)。這些環(huán)流常見于保護(hù)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(hù)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(jī)分析儀
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