變頻電機是通過變頻器供電,普遍采用脈沖寬度調制的方式獲得接近正弦波的電流。由于變頻器輸出的電壓波形為寬度不同的脈沖方波,一方面電機繞組絕緣持續承受高頻電壓的沖擊,另一方面每秒脈沖方波數或載波頻率很高,可以達到幾百甚至幾千赫茲甚至更高,電機轉子部分中的高頻電流會導致有明顯的集膚效應,使轉子電阻增大,自然轉子銅損增大、電機效率下降。從電機且溫度的層面分析,較大的損耗對應較高的溫度。
同時,高頻脈沖方波所帶來的諧波因素會導致電機的某個頻段電磁振動和噪聲增大,對電機繞組絕緣結構的穩定性和軸承系統都會造成極為不利的影響。
高頻脈沖電壓作用到繞組后,將會在繞組上產生不均勻的匝間電壓,較高的電壓峰值對繞組的匝間絕緣沖擊較大,特別是在場強極其不均勻的繞組端部,匝間絕緣受到的沖擊更多,因而對電磁線的絕緣性能考驗特別嚴苛。為了保證電機繞組的電氣可靠性,變頻電機繞組采用的電磁線應具備較高的絕緣等級,并具有防電暈性能特點。
在電機運行過程中,繞組匝間電壓的快速交變,會導致繞組端部產生不同程度的放電現象,嚴重時導致繞組絕緣局部擊穿。從實際的繞組故障統計可以發現,當采用和普通電機同樣規格、品類的電磁線時,變頻電機繞組的壽命相對較短。
綜上所述,變頻電機供電電源的特殊性,決定了變頻電機繞組絕緣結構不能等同于普通電機,必須嚴格控制電磁線選擇、輔助絕緣材料選擇、浸漆工藝等關鍵環節。
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