一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的故障分析

岳清海

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，一臺(tái)變頻器可能會(huì)拖動(dòng)兩臺(tái)甚至更多的電機(jī)，這種現(xiàn)象是非常常見的。因采用的是一臺(tái)變頻器，所以由變頻器傳出來(lái)的頻率是相同的，因此按照理論來(lái)說(shuō)所有電機(jī)的速度都應(yīng)該是相同的，并且應(yīng)該能夠保證同時(shí)提速或者是同時(shí)降速。雖然理論上是這樣，但是在具體的操作過程中由于每個(gè)電機(jī)在制造上存在一定的差異，導(dǎo)致了每個(gè)電機(jī)能夠承受的負(fù)載是不同的，所以每個(gè)電機(jī)在運(yùn)行的過程中是存在差異的。由于設(shè)備內(nèi)部沒有能夠及時(shí)糾正錯(cuò)誤的設(shè)備，而且這種設(shè)備也沒有辦法進(jìn)行安裝，導(dǎo)致了誤差積累。本文從一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的故障分析入手，對(duì)一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了闡述，并且提出了相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：變頻器；電機(jī)；故障；策略

一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的現(xiàn)象是普遍的現(xiàn)象，這樣的操作能夠很好的解決由于使用多臺(tái)變頻器而帶來(lái)的不同步的問題，這樣能夠基本滿足設(shè)備的運(yùn)行條件，還能夠有效的降低運(yùn)行成本和工作強(qiáng)度，工作效率也能夠得到有效的提高。雖然這樣的操作有一定的好處，但是也存在一定的問題，因?yàn)橐慌_(tái)變頻器拖動(dòng)著兩臺(tái)電機(jī)，當(dāng)一臺(tái)電機(jī)發(fā)生事故的時(shí)候，另外一臺(tái)電機(jī)仍然能夠正常運(yùn)行，變頻器是不會(huì)出現(xiàn)任何的問題的，因此故障就很難被發(fā)現(xiàn)。但是如果電機(jī)出現(xiàn)的是缺相的故障，長(zhǎng)時(shí)間沒有被發(fā)現(xiàn)的話就會(huì)造成電機(jī)的燒毀，從而影響到整個(gè)工作流程，如何能夠很好的解決此類問題成為了如今重點(diǎn)研究的問題。

1 一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的故障分析

1.1 缺相啟動(dòng)

在具體的運(yùn)行過程中如果電機(jī)在缺相的情況下Y形接法電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，啟動(dòng)時(shí)的瞬間速度是為零的，經(jīng)過相關(guān)的運(yùn)算公式能夠得出相應(yīng)的理論。當(dāng)兩項(xiàng)電機(jī)開始啟動(dòng)的時(shí)候，產(chǎn)生的電流應(yīng)該是三相啟動(dòng)時(shí)的0.8倍左右，異步的電機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候所產(chǎn)生的電流是有明確的規(guī)定的，應(yīng)該是額定電流的3-6倍。因此根據(jù)這樣的理論能夠得出一個(gè)結(jié)論，當(dāng)一臺(tái)電機(jī)發(fā)生缺相故障，但是另外一臺(tái)電機(jī)是正常使用的情況下，啟動(dòng)時(shí)的瞬間總電流應(yīng)該比兩臺(tái)電器都是正常的情況下小。因此，當(dāng)電機(jī)在運(yùn)行的過程中一旦發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)的瞬間總電流變小了，那么一定是其中一臺(tái)電機(jī)發(fā)生了故障，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行檢修，防止出現(xiàn)一些比較嚴(yán)重的后果。

1.2 缺相跟隨運(yùn)行

設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)行過程中，即使一臺(tái)電機(jī)發(fā)生了缺相事故，但是整個(gè)設(shè)備仍然可以正常運(yùn)行，而出現(xiàn)故障的電機(jī)則是被動(dòng)的跟隨運(yùn)動(dòng)。其中一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，兩項(xiàng)所要承擔(dān)的繞組大概是0.5UN的電壓，我們假設(shè)電機(jī)的負(fù)載量是不變的，所以通過相關(guān)的計(jì)算能夠得出一定的結(jié)論。出現(xiàn)故障的電機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生的電流值應(yīng)該是固定的，但是電流的數(shù)值會(huì)受到很多因素的影響，因此實(shí)際的電流值會(huì)跟理論上的電流值存在一定的差異，這種差異都是正常的，但是產(chǎn)生的差異一定要在合理范圍內(nèi)，范圍應(yīng)該是1.5-2.5IN，具體的情況應(yīng)該根據(jù)具體的工作環(huán)境而定。如果超出了這個(gè)范圍，那么就存在一定的問題。

1.3 現(xiàn)象分析

為了能夠保證工作效率，現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)在選擇的過程中都會(huì)留有一定的裕量。因此當(dāng)一臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障的時(shí)候，整個(gè)設(shè)備都還是可以正常運(yùn)行的，但從設(shè)備的表面是沒有辦法看出設(shè)備存在什么問題的。當(dāng)一臺(tái)變頻拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的過程中，習(xí)慣性的將變頻器的電流值設(shè)定為兩個(gè)電機(jī)參數(shù)的總和，一般都將變頻器的額定電流設(shè)置成2IN，相應(yīng)的過載數(shù)值會(huì)設(shè)定為1.5或者2，一般單個(gè)的電機(jī)在啟動(dòng)的過程中所產(chǎn)生的電流大概是4-7IN，因此習(xí)慣性的將電流的限額設(shè)定成14IN。綜上所述，當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)故障的電機(jī)在運(yùn)行的過程中，啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電流最高值應(yīng)該是6.062+7IN，這個(gè)數(shù)值是小于14IN的，由此可以得出一個(gè)結(jié)論，電流的限幅對(duì)于電機(jī)的缺相故障根本就起不到任何的作用。設(shè)備在具體的運(yùn)行過程中，雖然是一個(gè)變頻器拖動(dòng)兩個(gè)電機(jī)在運(yùn)動(dòng)，但是按照理論來(lái)說(shuō)當(dāng)其中一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)了故障，變頻器應(yīng)該會(huì)及時(shí)的發(fā)出報(bào)警，但是在具體的運(yùn)行過程中當(dāng)其中一個(gè)電機(jī)發(fā)生事故的時(shí)候，變頻器不會(huì)發(fā)出報(bào)警。原因就是當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行的過程中，正常的電機(jī)所產(chǎn)生的電流在0.4-0.7IN的范圍內(nèi)，具體的數(shù)值是由現(xiàn)場(chǎng)的具體情況決定的。當(dāng)一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障了以后所產(chǎn)生的電流值大約是2.43I N，但是變頻器所設(shè)置的過載倍數(shù)是1.5倍，所以只有當(dāng)電流值超過3IN的時(shí)候變頻器才會(huì)發(fā)生報(bào)警，而2.43IN小于3IN，因此變頻器就不會(huì)報(bào)警。這就是為什么明明其中一臺(tái)電機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了問題，而變頻器不會(huì)報(bào)警的原因。

2 一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)應(yīng)注意的問題

2.1 變頻器容量選擇

一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的過程中相當(dāng)于一個(gè)變頻器在驅(qū)動(dòng)一整個(gè)大的電機(jī)。在啟動(dòng)電機(jī)的過程中可能是同時(shí)啟動(dòng)，也可能是逐個(gè)啟動(dòng)。但是其實(shí)當(dāng)在啟動(dòng)第一臺(tái)電機(jī)的時(shí)候，變頻器的電流就已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定電流，在啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)的時(shí)候其實(shí)就是直接啟動(dòng)了，啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電流值可能會(huì)達(dá)到4-7倍，由此可見變頻器容量的選擇是非常重要的。根據(jù)相關(guān)的理論可以知道電機(jī)的功率一般都比較小，同時(shí)負(fù)載也比較的輕。雖然在啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生比較大的電流，但是持續(xù)的時(shí)間非常的短，因此在選擇變頻器容量的時(shí)候可以減小容量，這樣能夠很好的降低投資成本。

2.2 電機(jī)保護(hù)

當(dāng)變頻器在操作一臺(tái)電機(jī)設(shè)備的時(shí)候，內(nèi)部的電流會(huì)檢測(cè)電路，而電路則會(huì)檢測(cè)電機(jī)的電路，因此當(dāng)變頻器在設(shè)置了一定的保護(hù)參數(shù)的時(shí)候，電機(jī)就很容易被保護(hù)，而且在保護(hù)的過程中不需要?jiǎng)e的電路，這樣的操作過程就不容易出現(xiàn)一些問題。但是當(dāng)一臺(tái)變頻器在同時(shí)拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的時(shí)候，變頻器只能對(duì)總的電流進(jìn)行保護(hù)，讓電流值不超過設(shè)置的數(shù)值，不能對(duì)每個(gè)電機(jī)都做出保護(hù)。為了能夠更好的保護(hù)機(jī)電，可以在每個(gè)電機(jī)上都安裝一個(gè)保護(hù)電路。通過這樣的方式在一定程度上能夠起到保護(hù)作用，但是在安裝保護(hù)電路的時(shí)候不要選擇熔斷器，使用熔斷器會(huì)將事故擴(kuò)大，造成更嚴(yán)重的后果。

2.3 其他方面

由于一臺(tái)變頻器拖動(dòng)了兩臺(tái)電機(jī)，所以整個(gè)線路就會(huì)變得比較長(zhǎng)，因此總漏電流就會(huì)比較大，變頻器的輸出功率就會(huì)大大降低。當(dāng)線路大于變頻器規(guī)定的出現(xiàn)長(zhǎng)度的時(shí)候，必須要采取相應(yīng)的措施，可以采用增加輸出電抗器的方式。當(dāng)要啟動(dòng)兩個(gè)電機(jī)的時(shí)候，應(yīng)該先啟動(dòng)其中一個(gè)，保證其中一個(gè)完全啟動(dòng)完成以后再啟動(dòng)另外一個(gè)。設(shè)備在具體的運(yùn)行過程中，雖然每個(gè)電機(jī)內(nèi)部都會(huì)設(shè)置專門熱繼電器和斷路器來(lái)保護(hù)電機(jī)，但是由于是一臺(tái)變頻器拖動(dòng)了兩臺(tái)電機(jī)，所以變頻器的功率會(huì)比較大，如果采用了質(zhì)量比較好的熱繼電器和斷路器也能夠起到比較好的保護(hù)效果。電機(jī)的缺相和接地等故障對(duì)于變頻器來(lái)說(shuō)是即時(shí)反映的，但是熱繼電器和斷路器則需要一定的反映時(shí)間，所以很容易就會(huì)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也是不可避免的。設(shè)備在運(yùn)行的過程中如果因?yàn)橐慌_(tái)電機(jī)而導(dǎo)致變頻器跳閘帶來(lái)比較嚴(yán)重的影響，會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)過程，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)比較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此日常的維護(hù)是非常重要的。在選擇電機(jī)的時(shí)候也可以選擇一些質(zhì)量比較好的，這樣能夠在一定程度上減少一些事故的發(fā)生。

3 制定對(duì)策

3.1 加裝熱繼電器

熱繼電器對(duì)電機(jī)能夠起到一個(gè)很好的保護(hù)作用，熱繼電器簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是一個(gè)檢測(cè)原件，在運(yùn)行的過程中檢測(cè)熱量積累的情況，當(dāng)一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的過程中，應(yīng)該在每個(gè)電機(jī)上安裝一個(gè)熱繼電器。熱繼電器的工作原理是，如果電機(jī)在運(yùn)行的過程中經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)載而且運(yùn)行的電流變得比較異常，那么熱繼電器就會(huì)做出相應(yīng)的反映。經(jīng)過一些計(jì)算原理能夠推斷出，持續(xù)時(shí)間短瞬間的電流對(duì)熱繼電器根本起不到什么作用，只有是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)載所積累的熱量到達(dá)一定程度以后，熱繼電器才會(huì)做出相應(yīng)的反映。當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)缺相故障的時(shí)候就是長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行一直都處在一個(gè)比較高的熱量下，因此熱繼電器就能夠做出相應(yīng)的反映，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電機(jī)故障。

3.2 優(yōu)化參數(shù)設(shè)置

其實(shí)過載倍數(shù)和熱繼電器的工作原理是非常相似的，過載倍數(shù)在運(yùn)行的過程中也有一定的反映時(shí)間，不是即時(shí)反映。反映的時(shí)間是由變頻器控制的，當(dāng)設(shè)備在啟動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)參數(shù)是不起作用的。想要及時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，要不斷的優(yōu)化參數(shù)設(shè)置，當(dāng)一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的時(shí)候，過載倍數(shù)一般都設(shè)置成1-2，這樣的設(shè)置能夠讓電機(jī)在運(yùn)行的過程中有一定的過載能力，從而能夠更好的提高工作效率。當(dāng)一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的過程中，兩個(gè)電機(jī)所產(chǎn)生的電流范圍一般都在0.8-1.4 I N之間，如果當(dāng)其中一個(gè)電機(jī)發(fā)生故障的時(shí)候，所產(chǎn)生的總電流就會(huì)超過過載倍數(shù)，隨之變頻器就會(huì)發(fā)出報(bào)警，這樣就能夠很好的發(fā)現(xiàn)電機(jī)出現(xiàn)的問題。

4 總結(jié)

總而言之，當(dāng)一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行的過程中會(huì)出現(xiàn)一些故障，如果這些故障不及時(shí)的解決就會(huì)帶來(lái)比較嚴(yán)重的后果。因此當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行的過程中一定要做好相應(yīng)的保護(hù)措施，在每個(gè)電機(jī)上都安裝熱繼電器，并且不斷優(yōu)化參數(shù)設(shè)置，保證當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)問題以后能夠被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，從而進(jìn)行及時(shí)的處理，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

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