变频器是怎样影响一个电机的寿命呢?关于这一问题已进行了大量的研究。一般来说, 在PW M (脉冲宽度调制)型, 用IG BT (绝缘栅双极型晶体管)技术的变频器中交流感应电动机范围为1 一SH P (马力)。IG B T 技术可提供非常快速的上升时间脉冲, 上升时间快达20 一1 00 n s , 这些脉冲为非常高的载波或开关频率高达Z0 0 0 0 H z 。当一快速正电压波通过一电缆从变频器传到电机端子时, 由于电缆与电机之间的阻抗不匹配将产生反射波。这反射波反馈回来又传到变频器终端, 并由于电缆和变频器之间阻抗不匹配导致感应另一个反射波。第二次反射波叠加到原始电压波上, 于是产生一个过冲或在电压波的前沿有一个尖脉冲。
尖峰或峰值的大小, 与电缆的长度和脉冲电压波的上升时间有关。通常电缆的长度越长, 尖峰或峰值将越大。然而由于电缆衰减作用, 在到达电机端子处脉冲的上升时间减慢下来, 尖峰的重要频率与变频器的开关频率成正比。在一个4 8 0 V A C 系统中, 曾报导电压峰值范围是1 2 0 0 一1 5 0 0 V。较高电压拖动电压峰值可达到1 6 0 0 ~1 8 00V, 在电机端子上甚至更高, 这些峰值是由于快速上升时间, 高的载波频率和长电缆等综合因素的结果, 它们引起了绕组绝缘的过早破坏。
认识破坏机理将有益于电机的设计, 特别是电机绝缘的设计, 作为电机绝缘的重要组成, 必须要研究电感线圈。R eh der 在1 9 9 3年曾报告他的研究, 关于变速拖动应用中的电机绝缘, 他用6 0 H z 开关脉冲模拟拖动脉冲, 0.2us上升的速率, 电压范围7 0 0 ~9 0 00 V, 此电压水平比在变频器馈电给电机的电压要高得多。L o be y 和他的小组用电介质频谱学研究了脉冲频率和上升速率对环氧树脂绝缘的影响。然而这一技术不能显示上升时间、频率、脉冲极化效应与绝缘老化的关系, *近他们观察到绝缘表面的电荷积累, 它仅产生在具有快速上升和下降的脉冲电压使极化绝缘表面老化。K a n fh o ld 用0.l/ 5 us 、sk H : 的脉冲, 其电压范围为7 0 ~ 4 0 0 0 V, 充分研究了脉冲电压和极化效应。他得出低电压线圈绝缘局部放电破坏的结果, 但没有讨论脉冲频率和上升时间的影响。
在Phe lp s D o d g e 公司的实验室里, 也继续作了研究。为了研究导线的破坏, 改用可变电压、频率、周期和上升时间的方形脉冲波模拟驱动脉冲。结果表明绝缘的破坏不能认为是单一因素而是局部放电、介质加热和空间电荷形成综合作用的结果。
