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[摘 要]目前变频电机在国内各个领域的使用频率呈明显提高的趋势，例如冶金工业领域以及热电厂等。在变频电机实际使用的过程中，其不可避免的将产生故障，相关工程技术人员只有在对各类故障产生的原因进行充分了解之后，才能针对性的寻找出解决的办法。文章针对现阶段变频电机有关故障的原因进行分析，并在此基础之上，结合笔者自身的实践经验，就相关故障的解决对策进行介绍。
[关键词]变频电机 相关故障 对策
中图分类号：TQ599 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0322-01
随着我国科学技术的不断发展，作为动力源之一的变频电机，其使用几率呈明显上升的趋势，其中包括国内的冶金领域、热电厂领域等。然而，相比传统电机而言，该类电机的平均使用期限相对较短，通常为2年左右。而对于质量相对较差的变频电机而言，其使用寿命往往只有几个月。当变频电机的绕组出现过较大的故障而进行维护之后，其电机的寿命也将出现一定程度的缩短。
1、变频电机有关故障问题分析
目前变频电机的有关故障主要包括以下几类：
第一，振幅增大而导致电机故障。在变频电机的日常使用过程中，常常会发现这样的现象：随着电机的使用，其轴承将会不可避免的出现一定程度的损伤，进而将会引起电机的振幅出现增大的现象。对于该类故障引起损坏的电机，在将其拆卸之后可观察到轴承的表面存在无规律分布的，较为明显的灼点。当变频电机在PWM下进行工作时，则该类损伤程度将会大大提高。严重时将引起变频电机其他组件产生共振，使得振动情况加剧，对电机造成更为严重的破坏。
第二，局部放电而导致电机故障。在该类故障中，其主要表现形式有两种，即局部放电故障以及匝间短路。当变频电机出现局部放电现象时，其电机线圈的外部并不会受到故障的影响，而其绝缘电阻则将会大大降低，甚至达到0欧姆。而当变频电机出现匝间短路故障时，其线圈中的部分将会出现碳化的情况，或者有遭受到物理性破坏的痕迹。一般而言，变频电机内部均设有绝缘系统，该类系统的破坏往往是由于局部放电、散热较差等因素共同导致的。在变频电机的日常使用过程中，当其内部形成的电场强度的大小超过绝缘材料的承受恩呢公里时，则其相关材料的损耗情况以及损耗速度将会大大提升。当变频电机出现局部放电情况时，其放电量的大小通常与电流的频率呈正比。而当放电量增加时，则放电过程所产生的热量也将会大大提高。热量在短时间内大量集聚，则将会使得电机内部出现漏电的情况，大大降低了变频电机的使用寿命。
第三，电流振荡而导致的电机故障。当变频电力的驱动依靠V/F时，其在空载的情况下工作性能的稳定性相对较差。当驱动频率同额定频率接近的前提下，其工作状态一般较好，而当频率低至40赫兹以下时，变频电机内的电流将会保持20赫兹频率的情况下进行周期振荡。一般而言，此时电流振荡的振幅往往较大，严重时将直接影响到电机的日常运行性能以及运行的可靠性。造成该类现象的原因主要在于当异步电动机存在转差率时，其在其一定程度的不稳定因素，例如转矩的正负变化等。当变频电机的工作状态处于不稳定期间时，则不能够直接判断为电机故障。相关工作人员应充分结合当时的变频参数，对故障类型进行合理确定。
2、解决变频电机有关故障的对策
根据上述对目前变频电机有关故障的类型以及原因的分析，结合笔者自身的实践经验，就如何解决变频电机有关故障提出以下几点合理化建议。
第一，提升变频电机的绝缘性能。其一，在对变频电机内的线路进行绝缘处理的过程中，应尽量选用漆包线。其原因在于该类线路的表面加有起到绝缘作用的保护层，该类保护层通常是在借助化学技术的基础之上，运用高分子材料经化学反应之后形成的，并在此之后，运用频率相对较高的脉冲电压，对其进行处理，使得其内部结构相对较为分散，从而进一步增加了该保护层的点抗性。对于变频电机内部结构的绝缘材料的选择方面，应尽量选用F级的DMD等。其原因在于该类材料属于化学中的有机材料，因此其抵抗电晕的能力相对较强。在目前新型变频电机的生产过程中，部分厂家在其结构中加入云母，从而能够提高抵抗电晕的性能；其二，相对而言，浸渍工艺是增强变频电机绝缘性能操作中较为困难的环节，造成这一现象的主要原因在于树脂流动性相对较强，其产生泄漏的几率相对较大。因此在日常绝缘维护的过程中，相关工作人员应首先运用VPI对材料进行处理，从而能够降低树脂溶液中气泡的含量，对其绝缘、耐热等性能进行提升；其三，降低电压峰值对电机的影响，一种方法为在输电线路的进出口处分别安装滤波器，从而将输出电压中过高的峰流进行过滤；另一种方法为缩短变频设备同电机之间的距离。
第二，降低轴电流的影响。目前降低轴电流的方法主要包括以下两种：其一，在对变频电机进行供电期间，加设变频调速的设备，从而能够有效的抑制电源谐波的出现，降低轴电流的形成几率，减少电机的振动；其二，提高轴承的绝缘性能。现阶段提高轴承绝缘性能的方法主要为在轴承的负荷部位进行接地处理。除此之外，在变频电机的日常维护过程中，其常用的方法还包括调整变频电机的工作环境等。
第三，降低电流振荡的程度。降低电流振荡程度的方法主要有以下几种：其一，提高电机运行期间的负载；其二，提高变频电机直流侧的电容量；其三，当变频电机处于PWM控制下时，应对PWM的频率进行合理的设定，避免频率的改变而造成电机的振动而对电机的性能产生负面影响。
第四，整流块的控制。在电机的运行期间，对于整流块的管理通常采用二极管的管理方法。當电机的工作频率相对较大时，其三相电流的负载相对较大，因此造成二极管击穿的可能性相对增加，最终导致无法为变频电机正常送电。所以，在变频电机的日常维护过程中，应对二极管的完好程度以及工作性能进行实时监测，对于损坏或者性能下降的二极管进行及时更换，同时在整流块的表面添加导热性能较好的材料，提高其稳定性。
3、结语
总而言之，目前国内各个领域内变频电机的使用频率越来越大，如何提高变频电机的使用性能以及改善其运行状态，是相关工作人员深入研究的重要课题之一。因而在实际使用的过程中，应加强变频电机生产厂家、使用单位、维护单位之间的沟通，就变频电机的相关问题进行讨论、磋商，从而能够达到提高变频电机的使用寿命，提高其使用性能的目的。
参考文献
[1] 李晓庆.变频电机在检修中常见故障分析及应对措施[J]. 中小型电机. 2012，（06）.
[2] 张心华.变频电机的设计如何适应现代交流调速系统的要求[J]. 科技信息（科学教研）. 2012，（15）.
[3] 王晓磊，许皆平，崔健.一种基于矢量变频技术的超导线圈专用恒张力绕线机[J]. 低温与超导. 2010，（04）.
[关键词]变频电机 相关故障 对策
中图分类号：TQ599 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0322-01
随着我国科学技术的不断发展，作为动力源之一的变频电机，其使用几率呈明显上升的趋势，其中包括国内的冶金领域、热电厂领域等。然而，相比传统电机而言，该类电机的平均使用期限相对较短，通常为2年左右。而对于质量相对较差的变频电机而言，其使用寿命往往只有几个月。当变频电机的绕组出现过较大的故障而进行维护之后，其电机的寿命也将出现一定程度的缩短。
1、变频电机有关故障问题分析
目前变频电机的有关故障主要包括以下几类：
第一，振幅增大而导致电机故障。在变频电机的日常使用过程中，常常会发现这样的现象：随着电机的使用，其轴承将会不可避免的出现一定程度的损伤，进而将会引起电机的振幅出现增大的现象。对于该类故障引起损坏的电机，在将其拆卸之后可观察到轴承的表面存在无规律分布的，较为明显的灼点。当变频电机在PWM下进行工作时，则该类损伤程度将会大大提高。严重时将引起变频电机其他组件产生共振，使得振动情况加剧，对电机造成更为严重的破坏。
第二，局部放电而导致电机故障。在该类故障中，其主要表现形式有两种，即局部放电故障以及匝间短路。当变频电机出现局部放电现象时，其电机线圈的外部并不会受到故障的影响，而其绝缘电阻则将会大大降低，甚至达到0欧姆。而当变频电机出现匝间短路故障时，其线圈中的部分将会出现碳化的情况，或者有遭受到物理性破坏的痕迹。一般而言，变频电机内部均设有绝缘系统，该类系统的破坏往往是由于局部放电、散热较差等因素共同导致的。在变频电机的日常使用过程中，当其内部形成的电场强度的大小超过绝缘材料的承受恩呢公里时，则其相关材料的损耗情况以及损耗速度将会大大提升。当变频电机出现局部放电情况时，其放电量的大小通常与电流的频率呈正比。而当放电量增加时，则放电过程所产生的热量也将会大大提高。热量在短时间内大量集聚，则将会使得电机内部出现漏电的情况，大大降低了变频电机的使用寿命。
第三，电流振荡而导致的电机故障。当变频电力的驱动依靠V/F时，其在空载的情况下工作性能的稳定性相对较差。当驱动频率同额定频率接近的前提下，其工作状态一般较好，而当频率低至40赫兹以下时，变频电机内的电流将会保持20赫兹频率的情况下进行周期振荡。一般而言，此时电流振荡的振幅往往较大，严重时将直接影响到电机的日常运行性能以及运行的可靠性。造成该类现象的原因主要在于当异步电动机存在转差率时，其在其一定程度的不稳定因素，例如转矩的正负变化等。当变频电机的工作状态处于不稳定期间时，则不能够直接判断为电机故障。相关工作人员应充分结合当时的变频参数，对故障类型进行合理确定。
2、解决变频电机有关故障的对策
根据上述对目前变频电机有关故障的类型以及原因的分析，结合笔者自身的实践经验，就如何解决变频电机有关故障提出以下几点合理化建议。
第一，提升变频电机的绝缘性能。其一，在对变频电机内的线路进行绝缘处理的过程中，应尽量选用漆包线。其原因在于该类线路的表面加有起到绝缘作用的保护层，该类保护层通常是在借助化学技术的基础之上，运用高分子材料经化学反应之后形成的，并在此之后，运用频率相对较高的脉冲电压，对其进行处理，使得其内部结构相对较为分散，从而进一步增加了该保护层的点抗性。对于变频电机内部结构的绝缘材料的选择方面，应尽量选用F级的DMD等。其原因在于该类材料属于化学中的有机材料，因此其抵抗电晕的能力相对较强。在目前新型变频电机的生产过程中，部分厂家在其结构中加入云母，从而能够提高抵抗电晕的性能；其二，相对而言，浸渍工艺是增强变频电机绝缘性能操作中较为困难的环节，造成这一现象的主要原因在于树脂流动性相对较强，其产生泄漏的几率相对较大。因此在日常绝缘维护的过程中，相关工作人员应首先运用VPI对材料进行处理，从而能够降低树脂溶液中气泡的含量，对其绝缘、耐热等性能进行提升；其三，降低电压峰值对电机的影响，一种方法为在输电线路的进出口处分别安装滤波器，从而将输出电压中过高的峰流进行过滤；另一种方法为缩短变频设备同电机之间的距离。
第二，降低轴电流的影响。目前降低轴电流的方法主要包括以下两种：其一，在对变频电机进行供电期间，加设变频调速的设备，从而能够有效的抑制电源谐波的出现，降低轴电流的形成几率，减少电机的振动；其二，提高轴承的绝缘性能。现阶段提高轴承绝缘性能的方法主要为在轴承的负荷部位进行接地处理。除此之外，在变频电机的日常维护过程中，其常用的方法还包括调整变频电机的工作环境等。
第三，降低电流振荡的程度。降低电流振荡程度的方法主要有以下几种：其一，提高电机运行期间的负载；其二，提高变频电机直流侧的电容量；其三，当变频电机处于PWM控制下时，应对PWM的频率进行合理的设定，避免频率的改变而造成电机的振动而对电机的性能产生负面影响。
第四，整流块的控制。在电机的运行期间，对于整流块的管理通常采用二极管的管理方法。當电机的工作频率相对较大时，其三相电流的负载相对较大，因此造成二极管击穿的可能性相对增加，最终导致无法为变频电机正常送电。所以，在变频电机的日常维护过程中，应对二极管的完好程度以及工作性能进行实时监测，对于损坏或者性能下降的二极管进行及时更换，同时在整流块的表面添加导热性能较好的材料，提高其稳定性。
3、结语
总而言之，目前国内各个领域内变频电机的使用频率越来越大，如何提高变频电机的使用性能以及改善其运行状态，是相关工作人员深入研究的重要课题之一。因而在实际使用的过程中，应加强变频电机生产厂家、使用单位、维护单位之间的沟通，就变频电机的相关问题进行讨论、磋商，从而能够达到提高变频电机的使用寿命，提高其使用性能的目的。
参考文献
[1] 李晓庆.变频电机在检修中常见故障分析及应对措施[J]. 中小型电机. 2012，（06）.
[2] 张心华.变频电机的设计如何适应现代交流调速系统的要求[J]. 科技信息（科学教研）. 2012，（15）.
[3] 王晓磊，许皆平，崔健.一种基于矢量变频技术的超导线圈专用恒张力绕线机[J]. 低温与超导. 2010，（04）.