Protégez votre moteur
SURCHAUFFE DU MOTEUR, DÉFAILLANCE DE L’ISOLATION ET DES ROULEMENTS
Un moteur à courant alternatif est conçu pour fonctionner avec des signaux sinusoïdaux. Les variateurs conventionnels émettent des signaux de modulation de largeur d’impulsion (PWM) pour émuler des signaux sinusoïdaux vers le moteur. Ces signaux PWM provoquent une surchauffe du moteur. La durée de vie de l’isolation d’un moteur diminue de moitié pour chaque 10ºC (50ºF) de surchauffe.
En outre, sur de longs câbles, les pointes de tension sur le front montant du signal PWM peuvent doubler et dépasser la tension nominale de l’isolation du moteur, ce qui entraîne une défaillance de l’isolation. Ces pointes provoquent également des décharges de corona sur le câble du moteur, endommageant sa gaine et son isolation.
Les signaux PWM déséquilibrés provoquent un potentiel de tension dans la structure du moteur, connu sous le nom de tension de mode commun. Cela crée un courant commun induit (courant de roulement) qui génère des étincelles et des arcs électriques à travers le lubrifiant des roulements, causant des piqûres, du givrage, des stries et, finalement, une défaillance des roulements.
ÉLIMINER À LA SOURCE LES INCONVÉNIENTS DU PWM
La conception avancée du Clean Power VFD uutilise la technologie SiC MOSFET pour remplacer le transistor bipolaire à Gate isolée (IGBT), vieux de 40 ans, utilisé dans les VFD ordinaires. Les transistors SiC sont 50 fois plus rapides que les IGBT à base de Silicium, ce qui permet d’utiliser des composants passifs plus petits et des filtres intégrés 100x à 200x plus petits que les filtres externes.
Le Clean PowerVFD envoie au moteur trois signaux sinusoïdaux avec des harmoniques très faibles, une tension de mode commun extrêmement faible et un pic de courant de mode commun faible. Votre équipement, le moteur, le câble et les roulements du moteur sont ainsi protégés, et les moteurs fonctionnent généralement 10 à 15 % moins chauds sans matériel externe coûteux tel que des filtres dV/dt ou sinusoïdaux.
INSTALLATION DE TEST EN LABORATOIRE EXTERNE
Un autotransformateur d’une impédance inférieure à 2% est utilisé pour alimenter les systèmes testés avec une tension de 480V. En outre, 152 m de câble VFD relient un moteur de 25HP aux systèmes. Un générateur électrique (non représenté) fournit la charge mécanique du moteur, contrôlée par la modification du courant de champ du générateur.
Les mêmes tests ont été effectués sur trois systèmes d’entraînement :
- Clean Power VFD
- Variateur conventionnel à 6 impulsions sans filtres
- Variateur conventionnel à 6 impulsions avec un filtre harmonique passif et un filtre sinusoïdal
COMPARAISON DES PERFORMANCES
Clean Power VFD Signaux de sortie
La figure 4 montre les formes d’ondes capturées pour le Clean Power VFD fonctionnant à une fréquence de sortie de 60 Hz et à pleine charge
. Elle montre clairement que le Clean Power VFD émet des signaux sinusoïdaux vers le moteur au lieu de signaux de sortie PWM.
Comparaison du courant en mode commun
La figure 5 montre le courant de mode commun du moteur pour les systèmes testés. Le Clean Power VFD est plus performant en termes de courant de mode commun, en maintenant la valeur de crête en dessous de 0,07A.
Le VFD conventionnel a le courant de mode commun le plus élevé, avec une valeur de crête d’environ 1,3A. L’ajout d’un filtre à onde sinusoïdale à l’EFV conventionnel peut réduire de 50 % le courant de mode commun de crête, protégeant ainsi le moteur des dommages causés aux roulements par les piqûres, le givrage et les stries.
Tension de crête du moteur.
La tension de crête est relativement plus élevée avec les variateurs conventionnels en raison de la tension de sortie du variateur et de l’inadéquation entre le long câble et l’impédance du moteur. L’ajout d’un filtre sinusoïdal à un VFD conventionnel réduit considérablement la tension de crête. De même, la tension de crête est réduite avec le Clean PowerVFD, ce qui permet de l’utiliser pour des systèmes avec de longs câbles, réduisant ainsi les défaillances du bobinage du moteur et les défaillances prématurées de l’isolation du moteur.
Conclusion
Le rapport d’essai présente les résultats d’essais côté moteur comparant les performances du Clean Power VFD à celles d’un VFD conventionnel et d’une combinaison d’un VFD conventionnel et d’un filtre à ondes sinusoïdales.
La tension de crête provoque des défaillances des enroulements du moteur et une défaillance prématurée de l’isolation du moteur, tandis que le courant de mode commun endommage les roulements générant des piqûres, du givrage et des stries. La supériorité du Clean Power VFDest due à une fréquence de commutation élevée, à une tension de bus DC élevée et à l’intégration de selfs magnétiques moyennes dans l’étage de sortie.
Le Clean Power VFD élimine le besoin de filtres externes et de solutions d’atténuation pour protéger le moteur, le câble et les roulements du moteur.
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