产品描述
西门子伺服电机1FL6066-1AC61-2LA1
电动机的故障可分为电器故障和机械故障。机械方面的主要故障是振动、轴承过热、转子扫膛、运转声音异常等;电气方面则主要是电动机绕组接地、短路、开路、接触不良、鼠笼断条等故障。笔者对企业68台次高压电机的故障情况进行了统计,其中,绝缘故障42台次,接线及接触不良引发故障9台次,轴承故障8台次,转子断笼5台次,其他故障4台次,分别占统计故障数的61.8%、13.2%、11.8%、7.3%和5.9%。可以看出,绝缘损坏是企业高压电动机出现概率较高的多发故障。
二、绝缘故障原因分析
高压电机绕组绝缘故障,受绝缘材料性能,制造工艺控制,运行安装环境及电、热、化学等综合因素影响,发生的原因比较复杂,下面结合实例分析探讨。
1、电化学击穿
某厂造气车间的两台故障电机,解体检查,1台定子绕组三处绝缘击穿,1台四处绝缘击穿,均是点蚀损伤绝缘引起"爬电",出现烧痕、裂缝、导电通道,且故障点均出现在电动机进风口端部且有向铁心方向移动趋势。对此,我们从电动机结构、运行环境、操作方式等方面分析原因,初步认定该电机系由于选型不合理,运行环境恶劣导致电化学击穿。
运行环境恶劣引起电化学击穿是绝缘损坏的主要原因。空气中存在的酸、碱性腐蚀气体长期侵蚀绝缘材料表面,在空气湿度较大时,加速绝缘材料性能的恶化,有机绝缘材料在电、热、化学等因素的综合作用下,很容易引起损伤较终导致击穿。
2.频繁启动
高压电机的频繁启动直接影响其使用寿命。这是因为启动时电动机要承受大电流的冲击,绕组要承受电动机和热应力的叠加作用。由于绕组绝缘材料与铜导体膨胀系数不同,在启动时绝缘材料与导体之间形成很大的煎切应力,导体与绝缘材料之间的固定将被破坏,绝缘将分层或撕裂以至发生绝缘击穿。鼠笼式异步电动机在频繁启动时,还容易造成鼠笼断条,尤其是负载启动电动机,故障概率更高。
3.嵌线缺陷
嵌线时绑扎端部造成端部绝缘压陷损伤,是引起高压电动机绕组损伤的另一个重要因素。凡被端环接触到的部位,表面绝缘都不同程度地挤压出凹陷的沟痕,至使一部分软化的绝缘材料被挤压到绑扎接触面的边缘,整体固化后,此部分绝缘显著减薄,绝缘强度降低。
4.端部手包绝缘质量不良
端部手包绝缘质量不良造成端部相间或相对地短路的实例非常多。手包绝缘包层不紧,内部有间隙,在环境湿度高时,绕组的绝缘性能明显下降直至绝缘材料表面结露,此时绝缘表面易于引起沿面放电。其放电机理是在绝缘表面首先生成水膜,在电场的作用下,水膜被电离并使离子沿表面移动、汇集,造成电场的不均匀分布,同时降低了表面的放电电压。这种沿表面放电实际上是一种气体介质放电现象,其电压比单一气体或固体中存在的击穿电压低得多,有时延面"爬电"距离可达数十厘米。沿面放电可能导致高电位之间贯穿性的击穿闪络,即相间短路事故。
某厂变换工段室外安装的两台Y560-10、500kw电机,在暴风雨天因电机进水保护动作相继跳闸。解体检查,发现电机由风道进水造成端部相间绝缘多处击穿,"爬电"距离长达60cm。
高压电机绕组绝缘材料在电气、机械、温度、环境等因素综合作用下,均实时老化。采用相应试验方法,分析判断绝缘劣化程度,实施及时必要的绝缘处理,即可延长设备寿命,**生产的连续性
变频器常用参数介绍如下。
P0003:用户的参数访问级别。缺省值为1。当P0003=1,标准级;当P0003=2,扩展级;当P0003=3,专家级。
P0004:参数过滤器。P0004取值不同,基本操作面板(BOP-2)显示的参数值将不一样。P0004=0时,无参数过滤功能,可直接访问参数;P0004=2,可访问变频器参数;P0004=3,可访问电动机参数;P0004=4,可访问速度传感器参数;P0004=7,可访问命令和数字I/O参数;P0004=8,可访问模拟I/O参数;P0004 =10,可访问设定值通道和斜坡发生器参数;P0004 =13,可访问电动机的控制参数;P0004=20,可访问通信参数;P0004=22,可访问PI控制器参数。
P0010:调试用的参数过滤器。PO010=0表示准备调试,如果P0010被访问以后没有设定为0,变频器将不运行;P0010 =1表示快速调试变频器参数;P0010=30表示恢复变频器的缺省值。
P0100:确定使用地区的参数,P0100=0,适用于欧洲和中国,频率为50Hz; P0100=2,适用于北美,频率为60Hz。
P0300:选择电动机的类型。调试期间,在选择电动机的类型和优化变频器的特性时需要选定这一参数。实际使用的电动机大多是异步电动机。P0300=1,选定为异步电动机;P0300=2,选定为同步电动机。
P0304:电动机的额定电压。本参数只能在P0010=1(快速调试)时进行修改。输入变频器的电动机铭牌数据必须与电动机的接线(星形或三形)相一致。如果电动机采取三形接线,就必须输入三形接线的铭牌数据。
P0305:电动机的额定电流。本参数只能在PO010=1(快速调试)时进行修改。
P0307:电动机的额定功率。本参数只能在PO010=1(快速调试)时进行修改。
P0308:电动机的额定功率因数。本参数只能在P0010=1(快速调试)时进行修改。
P0310:电动机的额定频率。本参数只能在P0010=1(快速调试)时进行修改。
P0311:电动机的额定速度。本参数只能在P0010=1(快速调试)时进行修改。
P0700:选择命令源。P0700=0,表示是工厂的缺省设置;P0700=1,表示由BOP(操作板)设置;P0700=2,表示由端子排输入设置;P0700=4,表示由BOP链路的USS设置;P0700=5,表示由COM链路的USS设置。
P0701:数字输入1的功能(控制数字端子5)。常用的设定值有:P0701=0时,禁止数字输入;P0701=1时,接通正转/断开停止;P0701=2时,接通反转/断开停止;P0701=3时,按惯性自由停车;P0701=4时,按斜坡函数曲线快速降速;P0701=10时,正向点动;P0701=11时,反向点动;P0701=12时,反转;P0701=13时,使用电位器控制升速(增加频率);P0701=14时,使用电位器控制降速(减小频率);P0701=15时,按设定的固定频率运行;P0701=16时,按固定频率相加的方式运行。
P0702:数字输入2的功能(控制数字端子6)。设定值同P0701。
P0703:数字输入3的功能(控制数字端子7)。设定值同P0701。
P0704:数字输入4的功能(控制数字端子8)。设定值同P0701。
P0705:数字输入5的功能(控制数字端子16)。设定值同P0701。
P0706:数字输入6的功能(控制数字端子17)。设定值同P0701。
P0970:恢复缺省值。P0970=0时,禁止复位;P0970 =1时,参数复位。恢复缺省值时,首先设定P0010= 30,然后设定P0970 =1即可。
P1000:频率设定值的选择。Pl000=0时,无频率设定值;P1000=1时,频率设定可由BOP(操作板)的增减键设置,也可由参数P1040设置;P1000=2时,频率设定由AIN1、AIN2端子输入进的模拟量控制;P1000=3时,设定为固定频率,频率可相加。
P1001:固定频率设定值,对应端子5的频率设定。
P1002:固定频率设定值,对应端子6的频率设定。
P1003:固定频率设定值,对应端子7的频率设定。
P1004:固定频率设定值,对应端子8的频率设定。
P1005:固定频率设定值,对应端子16的频率设定。
P1006:固定频率设定值,对应端子17的频率设定。
P1040:P1000 =1时,变频器输出的频率。
P1080:变频器输出的下限频率。
P1082:变频器输出的上限频率。
P1110:禁止负的频率设定值。P1110 =1时,禁止反向运行;P1110=0时,允许反向运行。
P1120:变频器启动时输出频率的上升时间。
P1121:变频器停止时输出频率的下降时间。
(1)用BOP操作板控制电动机的变频运行
①参数设置。
P0010=0,准备调试。
P0700=1,由BOP操作板控制变频器的运行。
P1000=1,变频器的输出频率设定由BOP(操作板)的增减键设置。
参数设置完后,应将变频器停电5min以上,然后再启动变频器。
②变频器运行(图5-13)。
图5-13 变频器实际BOP操作板
·按下BOP操作板的绿色启动按键,启动电动机。
·在电动机转动时,按下BOP操作板的向上头键,使电动机升速到50Hz。
·在电动机达到50Hz时,按下BOP操作板的向下头键,使电动机速度及其显示值都降低。
·按红色停止键,停止电动机。
(2)使用外接电位器控制变频器的输出频率
①参数设置。
PO010=0,准备调试。
P0700=1,由BOP操作板控制变频器的运行(P0700=2,由端子板控制变频器的运行)。
P1000=2,变频器的输出频率设定由输入模拟量设置。
②变频器运行
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