1. Ảnh hưởng đến hệ thống cách điện
Sự phát triển của công nghệ bán dẫn công suất đã giúp tạo ra nhiều thành quả mà còn tạo ra những công tắc điện tử nhanh hơn.
Các loại IGBT tần số đóng ngắt cao mang đến một số hiệu ứng không mong muốn như gia tăng sự phát sóng điện từ và khả năng tạo ra các gai điện áp trên cực đấu dây của động cơ giống như khi tốc độ thay đổi điện áp dv/dt tăng cao. Tùy thuộc vào đặc tính điều khiển và công nghệ điều chế xung PWM được sử dụng, khi động cơ cảm ứng rotor lồng sóc được cấp bởi biến tần, những xung này kết hợp với trở kháng của cả dây dẫn và động cơ có thể gây nên quá áp lặp đi lặp lại trên cực đấu dây động cơ (motor terminal). Chuổi xung quá áp này có thể dẫn đến sự xuống cấp hệ thống cách điện của động cơ và dẫn đến giảm tuổi thọ.
Dây dẫn và động cơ ABB có thể được xem như là một mạch cộng hưởng được kích bởi các xung vuông của biến tần. khi các giá trị R, L và C được cấp các xung quá áp (VDC ≈ Vin), mạch đáp ứng với những kích thích này thành “overshoot”. Các overshoot này tác động đặc biệt lên lớp cách điện bên trong của cuộn dây ngẫu nhiên nào đó và phụ thuộc vào các yếu tố như: thời gian tăng của xung áp (rise time), chiều dài và loại dây dẫn, thời gian ngắn nhất giữa các xung liên tục, tần số sóng mang (switching frequency) và vận hành nhiều động cơ (1 biến tần điều khiển nhiều động cơ điện).
2.Thời gian tăng (Rise time)
Điện áp PMW cần thời gian để tăng từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn nhất. chu kỳ này thường được gọi là rise time. Do tần số đóng ngắt tầng nghịch lưu của biến tần rất nhanh cùng với sự phát triển của điện tử công suất, thời gian chuyển đổi này có khuynh hướng ngày càng giảm. Động cơ vận hành bởi biến tần phải chịu dv/dt cực lớn cho nên vòng dây đầu tiên của cuộn dây đầu tiên bị chịu đựng mức điện áp cao. Vì thế biến tần có thể được xem là gây nên quá áp (stress) trên cuộn dây của động cơ, dù còn tính cảm hay tính dung, các xung áp giảm xuống trên các cuộn dây tiếp theo.
Rise time (tr) có ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ cách điện, bởi vì tr càng ngắn, tỉ lệ dv/dt trên cuộn dây đầu tiên càng lớn và điện áp giữa các vòng dây càng lớn là nguyên nhân làm cho lớp cách điện hao mòn đi nhanh chóng. Do đó hệ thống cách điện của động cơ phải có đặc tính cách điện cao để có thể chịu đựng dv/dt trong môi trường PWM.
3. Chiều dài dây dẫn:
Bên cạnh rise time, chiều dài dây dẫn là một yếu tố dễ nhận thấy có ảnh hưởng đến hiện tượng quá áp trên cực đấu dây động cơ điện. Dây cáp điện có thể được xem là một dây truyền tải với các cảm kháng/dung kháng phân bố dọc theo chiều dài của nó. Với mỗi xung điện áp, biến tần truyền một năng lượng vào dây dẫn, nạp vào các phần tử thụ động này.
Tín hiệu truyền đến động cơ thông qua dây dẫn bị phản xạ một phần, gây nên quá áp, bởi vì trở kháng tần số cao của động cơ cao hơn trở kháng của dây dẫn. Dây dẫn quá dài sẽ gây ra quá áp tại cực đấu dây của động cơ. Mức quá áp cũng phụ thuộc vào loại dây dẫn. Dưới đây là hình ảnh minh họa điện áp đo được tại cực đấu dây biến tần (dây dẫn 0 feet) và điện áp đo tại cực đấu dây động cơ điện (tương ứng với các chiều dài dây dẫn khác nhau: 65.5ft, 98.5ft và 328ft)
4. Hiện tượng Corona:
Phụ thuộc vào chất lượng, độ đồng nhất của vật liệu cách điện. Lớp cách điện trên dây quấn có thể tồn tại bọt chân không, tại đó có thể làm phát triển các tổn hại vật lý. Sự giảm sút chất lượng cách điện do quá áp xảy ra được gọi là rò rỉ là một hiện tượng phức tạp bắt nguồn từ hiệu ứng Corona.
Giữa các vòng dây quấn có một điện thế, điện thế này làm gia tăng trường điện xung quanh. Nếu cường độ trường điện này đủ lớn (nhưng nhỏ hơn điện áp đánh thủng của vật liệu cách điện), độ cách điện của không khí sẽ bị đánh thủng và nếu có đủ năng lượng thì Oxy sẽ bị ion hóa thành Ozone. Ozone có tính Oxy hóa rất cao sẽ tấn công lớp cách điện và phá hủy chúng. Hiện tượng này phụ thuộc nhiều vào thiết kế dây quấn, cấp cách điện, nhiệt độ và độ ẩm…
Hiện tượng rò rỉ sau thời gian dài hoạt động sẽ làm giảm độ cách điện của động cơ điện trong khi sự ăn mòn (do Ozone) làm giảm độ dày lớp cách điện kết quả là điện áp đánh thủng của lớp cách điện bị giảm dưới mức điện áp đỉnh dẫn đến đánh thủng lớp cách điện.
Chuyên cung cấp Động cơ điện – Motor điện, Động cơ ABB – Motor ABB, Biến tần cũ, Biến tần Mitsubishi, biến tần, động cơ giảm tốc, hộp giam toc, Biến tần cũ
