变频器驱动电机损伤挑战与防护策略

变频器的问世，为工业自动化及电机节能领域带来了革命性的进步。如今，变频器已成为工业生产及日常生活中的关键组成部分，如电梯、变频空调等，无处不在。然而，随之而来的是一系列新的挑战，其中电机损坏尤为突出。

众多案例表明，变频器驱动下的电机损坏现象日益普遍。例如，某水泵厂近期用户反馈，在保修期内水泵频繁损坏，而过去产品质量一直稳定。调查发现，这些损坏的水泵均使用了变频器驱动。

尽管变频器导致的电机损坏问题日益受到关注，但人们对这一现象背后的机理尚不明确，更不知如何有效预防。本文旨在解答这些疑问。

变频器对电机的损伤主要表现为定子绕组和轴承的损坏。这种损伤通常在几周到十几个月内发生，具体时间受变频器品牌、电机品牌、功率、载波频率、电缆长度、环境温度等因素影响。电机早期损坏给企业带来巨大经济损失，不仅包括维修和更换成本，还有因停产造成的损失。因此，在使用变频器驱动电机时，必须高度重视电机损伤问题。

变频器驱动与工频驱动的区别在于电压波形。变频器驱动电压为脉宽变化的脉冲波形，而非正弦波电压，这是导致电机易损坏的根本原因。

脉冲电压在电缆传输时，若电缆阻抗与负载阻抗不匹配，会在负载端产生反射，形成更高的电压。过高的尖峰电压对电机线圈造成冲击，频繁的过电压冲击会导致电机过早失效。

变频器驱动电机受到尖峰电压冲击后，其寿命受多种因素影响，如温度、污染、振动、电压、载波频率以及线圈绝缘工艺等。

变频器载波频率越高，输出电流波形越接近正弦波，降低电机运行温度，延长绝缘寿命。皖南电机价格表但载波频率越高，尖峰电压数量越多，对电机冲击次数越多。

电机温度越高，绝缘寿命越短。皖南电机变频器驱动电机因PWM电压含有高频成分，导致电机温度远高于工频电压驱动。

变频器损伤电机轴承的原因是，轴承电流断续连通，产生电弧烧毁轴承。轴承电流产生的原因主要有两个：内部电磁场不平衡产生的感应电压和杂散电容引起的高频电流通路。

电机定子绕组的保护方法有：采用绕组绝缘抗电强度更高的电机（变频电机）、减小尖峰电压等。常用的电机保护方法包括：安装电抗器、dv/dt滤波器、正弦波滤波器和尖峰电压吸收器。

尖峰电压吸收器是一种新型电机保护装置，如图7所示。安徽皖南电机其原理是实时检测电机电源线电压幅度，当超过设定阈值时，控制尖峰能量缓冲电路吸收尖峰电压能量，将电能转变成热能，从而保护电机。

与du/dt滤波器、正弦波滤波器等相比，尖峰电压吸收器具有体积小、价格低、安装简便等优点。并联安装，不会产生电压降，有利于提高电机转矩。