I. Hiệu ứng phá hủy của xả một phần
Động cơ chuyển đổi tần số phụ thuộc vào hệ thống cung cấp năng lượng chuyển đổi tần số, trong công trình sẽ giải phóng một xung của điện áp tần số cao, điện áp này sẽ dẫn đến hiện tượng corona cuộn dây động cơ, gây ra sự phóng điện một phần. Xả một phần sẽ không chỉ làm cho lửa vừa, mà còn đẩy nhanh quá trình nứt của vật liệu cách điện polymer hữu cơ, cuối cùng dẫn đến thiệt hại cách điện động cơ chuyển đổi tần số.
Cụ thể, hệ thống điều khiển tốc độ chuyển đổi tần số bao gồm biến tần, cáp và động cơ. Trong số đó, bộ chuyển đổi tần số là thành phần lõi, chứa nhiều loại phần tử điều khiển, chẳng hạn như BJT (bóng bán dẫn lưỡng cực) và IGBT (bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện), v.v. Các đặc điểm chuyển đổi tốc độ và tốc độ chuyển đổi của nó rất nhanh, lên đến 30-40 kHz và tần số hoạt động bình thường cũng lên tới 20kHz. Đầu ra dạng sóng từ bộ chuyển đổi tần số là dạng sóng xung với các cạnh tăng và giảm, dạng sóng này khác biệt đáng kể so với sóng hình sin tần số công nghiệp, có tác động sâu rộng đến môi trường làm việc cách điện của động cơ biến tần.
Khi một biến tần chuyển đổi sóng hình sin tần số công nghiệp thành sóng xung, các xung này được truyền dọc theo cáp đến các đầu của động cơ. Do sự không phù hợp trở kháng giữa cáp và động cơ, sóng phản xạ được tạo ra, từ đó tạo ra các phản xạ thứ cấp. Những sóng phản xạ này được đặt chồng lên trên các sóng điện áp xung ban đầu để tạo thành một điện áp tăng đột biến. Kích thước của điện áp tăng đột biến có liên quan chặt chẽ với chiều dài cáp và thời gian cạnh tăng của điện áp xung. Khi chiều dài cáp tăng, biên độ quá điện áp ở đầu động cơ tăng tương ứng.
Khi dòng xung đi qua cuộn dây cách điện của động cơ biến tần, thời gian cạnh tăng ngắn của sóng xung làm cho điện áp được phân phối không đồng đều trong cuộn dây. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy khoảng 80% biên độ quá điện áp được thực hiện trên một vài lượt đầu tiên của cuộn dây vận động. Điều này làm cho điện áp xen kẽ sinh ra ở vài lượt đầu tiên của cuộn dây vượt xa điện áp xen kẽ trung bình trong điều kiện điện áp AC tần số công nghiệp và mặc dù nó vẫn thấp hơn điện áp phân hủy của lớp cách nhiệt, nó đã vượt quá điện áp bắt đầu của phóng điện một phần. Do đó, việc phóng điện một phần trở thành nguyên nhân chính gây ra thiệt hại sớm đối với cách điện của động cơ biến tần. Đồng thời, sự hiện diện của một loạt các yếu tố như sưởi ấm điện môi, sạc không gian, kích thích điện từ và rung động tăng tốc quá trình lão hóa của vật liệu.
Ii. Hạn chế của thiết kế cách nhiệt
Lý thuyết thiết kế cách nhiệt của động cơ hình sin tần số công nghiệp không được áp dụng đầy đủ trong động cơ điều khiển tốc độ chuyển đổi tần số AC. Do đó, khi thiết kế cấu trúc cách điện của động cơ tần số biến AC, cần phải xem xét đầy đủ các đặc điểm đặc biệt của nó. Hiệu suất cách nhiệt của động cơ chuyển đổi tần số không chỉ đáp ứng các yêu cầu truyền thống của sự lão hóa nhiệt và khả năng chống lão hóa điện, mà còn cần có khả năng chống lại xung tần số cao và điện trở phóng điện một phần.
Iii. Khởi đầu và dừng lại ở cuộc sống cách nhiệt thường xuyên
Khi động cơ thường xuyên ở trạng thái khởi động và phanh, vật liệu cách nhiệt thường sẽ bị ứng suất điện từ xen kẽ theo chu kỳ. Thời gian bắt đầu và phanh ngắn hơn và thường xuyên hơn, tác động đến vật liệu cách điện càng lớn, cơ hội bị hỏng càng cao. Do đó, khởi đầu và dừng thường xuyên cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ cách nhiệt của động cơ biến tần.