变频器功率模块故障引发电机异音分析

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1、变频器功率模块故障引发电机异音分析　　摘要：介绍了某发电厂A引风机电机运行过程中出现异音事件，通过对引风机电机、高压变频器逐一排查，找出故障问题所在，并结合变频器性能特点，分析了异音现象产生的原因，进行了相应处理，确保了引风机安全运行。　　关键词：引风机电机；高压变频器；功率模块　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.058　　0引言　　锅炉引风机是火力发电厂的关键辅助设备之一，引风机的运行的情况直接关系到锅炉的运行效率。发电企业为寻求新技术来提高电厂的安全性、经济性及可靠性，使电厂得到更快、

2、更好、更有效的发展，便将高压变频具有高的输入侧功率因数、优良的调速性能和转矩控制性能、节电效果好的技术，在风机上进行了应用，对风机进行了变频改造，但随着风机变频器的长期使用，变频器出现了一些的问题，从而引发风机运行异常。　　1引风机故障现象　　某发电公司6号炉A引风机电机型号为YKK710-6转速：995r/min功率2700KW额定电流305A额定电压：6000V，上海电机厂有限公司生产，在变频器运行20-35HZ时发出一阵一阵“隆”的声音。测量电机振动及温度数据见表1、表2，各项数据均正常。检看6号炉A引风机高压变频器，型号：H

3、ARSBVERT-A06/310，额定容量3380KVA，额定输入电压6.3KV输入频率50HZ，北京利德华福电气技术有限公司生产，变频器温度38°、无异音、无异常气味、无报警，通过变频器工控机界面故障查询窗口，查看故障信息，未发现功率单元、整流变压器、控制器、功率柜冷却风机等故障信息。　　2引风机电机解体检查　　针对引风机电机异音，对电机解体检查，测量各项参数，检查结果如下：　　（1）定子检查：测量转子气隙见图1所示，按空气隙的最大允许偏差值不应超过其算术平均值的±10%，此定子与转子的气隙合格。检查定子槽内无松动、端部线圈绝缘无

4、破损，垫片及绑扎牢固，无异物，背部端压环绑扎牢固，端部连线牢固，电动机引?无断股，绝缘良好，无裂纹，接线鼻子接触面良好无松动，但在靠近自由端端部下方铁芯有轻微摩擦现象。　　（2）抽出转子检查：检查转子铁芯无锈斑、变形、过热变色等现象，铁芯与本体支架的连接牢靠，风扇叶片无松动、无变形、无裂纹，同样在靠近转子自由端部位置有轻微摩擦现象。　　（3）电机轴承室及轴承检查：检查轴承室无裂纹、无磨损，结合面无锈蚀。检查驱动端型号为SKF23044CC/C3轴承，轴承内、外滑道、滚柱无脱皮、无麻点、无锈斑、无过热、无划痕、无老化磨损，保持架牢固，

5、轴承内SKF油脂无明显变色、无杂质，粘稠度好，测量轴游隙0.29mm，在合格范围内。检查自由端型号为SKFNU240ECM/C3轴承，轴承内、外滑道、滚柱无脱皮、无麻点、无锈斑、无过热、无划痕、无老化磨损，保持架牢固，轴承内SKF油脂无明显变色、无杂质，粘稠度好，测量游隙0.14mm，在合格范围内。　　（4）轴径检查：转子轴径无磨损、无断裂、无裂纹，转子键槽无磨宽和变形现象。　　（5）风扇检查：转子风扇无变形，螺栓无松动或缺少，扇叶无裂纹，无开焊现象。　　上述对电机的解体检查，可以判断引风机电机发出的异音，应该是电机转子铁芯与定子铁

6、芯摩擦产生的。定子与转子摩擦损坏较轻，做补刷绝缘漆处理便可，但检查电机其他各项指标均在合格范围为内，特别是测量转子与静子的气隙及轴承游隙数据合格。按电机检修工艺标准回装电机，手盘电机，电机转动平滑，无异音，推断电机异响不是由电机本身缺陷造成。于是先变频器旁路，工频空载运行电机，此时电机一阵一阵“隆”的声音消失，电机运行各项数据均在合格范围内见表格3、4所示，电机运行时声音正常，可排除引风机电机问题。再次变频25HZ空载运行电机，电机还是发出一阵一阵“隆”的声音，随着将频率升至接近50HZ，电机“隆”响声增快。由于电机解体检查各项指标

7、均正常，空载工频运行电机也正常，判断引风机异音由高压变频器引起。　　3变频器检查　　通过变频器工控机界面查看运行中的变频器输出电流，电压均无异常，查看故障查询窗口，未发现功率单元、整流变压器、电机、控制器、功率柜冷却风机等各个部分有故障信息。因为已经排除是引风机电机问题，依据电机发出一阵一阵“隆”的声音，判断引风机异响很可能是由于个别功率模块输出电压电流异常，产生高次谐波，将输出波形畸变，引起机械振动，造成电动机运行时有异音。通过变频器工控机界面，查看输出的电流波形记录，发现输出电流波形混乱、不规则，与正弦波形相差较大见图2所示。由

8、此判断引起6号炉A引风机电机发出的异音，是由变频器输出电流波形畸变，引起电机三相绕着产生的旋转磁场异常，造成电机转子受的磁场力发生变化，使转子与定子自由端端部铁芯发生摩擦，产生一阵一阵“隆”的声音。但变频器工控机界面没显示变频器有任何