하모닉 왜곡이 모터의 발열에 어떤 역할을 하는가?
조화 왜곡이 모터 발열에 미치는 영향
1. 구리 손실 증가
원리: 모터에서饶舌的，以下是翻译后的内容，请注意查收：
조화 왜곡이 모터 발열에 미치는 영향
1. 구리 손실 증가
원리: 모터에서 감전 저항은 기본 주파수에서 구리 손실(저항 손실)을 발생시킵니다. 그러나 조화 전류가 감전을 통과할 때, 높은 조화 주파수로 인해 피부 효과가 더 두드러집니다. 피부 효과는 전류가 도체 표면 근처에 집중되게 하여 효과적인 단면적을 줄이고 저항을 증가시켜, 구리 손실을 증가시킵니다.
결과: 구리 손실의 증가는 직접적으로 모터 감전의 온도 상승으로 이어져, 절연 재료의 노화를 가속시키고 모터 수명을 단축시킵니다.
2. 철 손실 증가
원리: 모터의 철심에서 히스테레시스와 소용돌이 전류 손실(철 손실이라고 총칭됨)은 기본 주파수에서 발생합니다. 조화 전류가 모터를 통과할 때, 자기장 변화의 주파수가 증가하여 히스테레시스와 소용돌이 전류 손실이 증가합니다. 특히, 고주파 조화는 소용돌이 전류 손실을 크게 증가시킵니다. 이러한 손실은 주파수의 제곱에 비례하기 때문입니다.
결과: 철 손실의 증가는 철심의 온도 상승을 초래하여 전체 모터 발열을 더욱 악화시키고 효율성과 신뢰성을 감소시킵니다.
3. 추가 손실 증가
원리: 구리와 철 손실 외에도, 조화는 다른 형태의 추가 손실을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 조화 전류는 스테이터와 로터 사이에 추가적인 전자기력을 생성하여 기계 진동과 마찰 손실을 유발할 수 있습니다. 또한, 조화는 베어링과 팬 같은 구성 요소에서 추가적인 기계적 손실을 일으킬 수 있습니다.
결과: 이러한 추가 손실은 모터의 발열을 더욱 증가시켜, 베어링 과열, 윤활 실패, 심지어 기계적 고장까지 초래할 수 있습니다.
4. 불균일한 온도 상승
원리: 조화 전류의 존재는 모터 내에서 불균일한 자기장 분포를 초래하여 국소 과열을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 특정 감전 부분이 더 높은 조화 전류 밀도를 가지면, 해당 지역의 온도가 다른 지역보다 훨씬 높아질 수 있습니다. 이러한 불균일한 온도 상승은 국소 절연 재료의 노화를 가속시키고 모터 고장의 위험을 증가시킵니다.
결과: 국소 과열은 모터 수명뿐만 아니라 절연 파괴로 인한 심각한 전기 고장까지 초래할 수 있습니다.
5. 냉각 시스템 효율 감소
원리: 모터의 냉각 시스템(팬이나 열 방출판 등)은 일반적으로 기본 주파수에서의 열 부하를 처리하도록 설계됩니다. 조화 전류가 모터의 발열을 증가시킬 때, 냉각 시스템의 추가 열을 방출하는 능력이 충분하지 않아 모터 온도가 계속 상승할 수 있습니다.
결과: 냉각 시스템 효율의 감소는 모터 발열 문제를 더욱 악화시키며, 결국 과열 보호 메커니즘을 작동시키거나 모터를 태울 수도 있는 악순환을 초래합니다.
6. 전력 인자 감소
원리: 조화 전류의 존재는 모터의 전력 인자를 감소시킵니다. 조화는 유용한 작업에 기여하지 않고 대신 반응 전력과 조화 전력을 증가시킵니다. 낮은 전력 인자는 모터가 동일한 출력 전력을 유지하기 위해 그리드로부터 더 많은 전류를 필요로 하게 만들며, 이는 선 손실과 변압기 손실을 증가시키고 모터의 발열을 더욱 증가시킵니다.
결과: 전력 인자의 감소는 모터의 발열을 증가시키는 것뿐만 아니라 전력 시스템의 전체 효율을 감소시키고 전기 비용을 증가시킵니다.
모터 발열에 대한 조화의 영향을 줄이는 조치
조화가 모터 발열에 미치는 영향을 완화하기 위해 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다:
조화 필터 설치: 패시브 또는 액티브 조화 필터를 사용하여 시스템 내의 조화 전류를 흡수하거나 억제하고, 그리드 전압의 사인파 형태를 복원하며, 조화가 모터에 미치는 영향을 줄입니다.
조화 저항 모터 선택: 일부 모터는 특수한 감전 구조나 핵재료를 통해 조화로 인한 추가 손실과 발열을 최소화하도록 설계되었습니다.
부하 관리 최적화: 생산 스케줄을 조정하여 동시에 너무 많은 비선형 부하를 운전하지 않도록 하여 조화의 발생을 줄입니다.
변속기(VFD)의 저조화 모드 사용: 모터가 VFD에 의해 구동되는 경우, 저조화 기능을 갖춘 VFD를 선택하거나 VFD 매개변수를 조정하여 조화 출력을 줄입니다.
냉각 시스템 개선: 이미 조화에 영향을 받은 모터의 경우, 팬의 출력을 증가시키거나 열 방출판 설계를 개선하여 열 방출을 향상시키고 과열을 방지합니다.
정기적인 유지보수 및 모니터링: 모터의 운전 상태를 정기적으로 점검하고, 온도, 전류, 전력 인자 등의 파라미터를 모니터링하여 잠재적인 문제를 신속히 해결하여 최적의 모터 성능을 유지합니다.
요약
조화 왜곡은 모터 발열에 큰 영향을 미칩니다. 주로 구리 손실 증가, 철 손실 증가, 추가 손실 증가, 불균일한 온도 상승, 냉각 시스템 효율 감소, 전력 인자 감소 등으로 나타납니다. 이러한 요인들은 모터의 온도를 높이고, 절연 재료의 노화를 가속시키며, 모터 수명을 단축시키고 심각한 전기적 및 기계적 고장을 유발할 수 있습니다. 조화가 모터 발열에 미치는 영향을 줄이려면, 효과적인 조화 완화 조치를 실시하고, 모터 선택과 유지보수를 최적화하며, 전력 시스템의 안정적인 운영을 보장해야 합니다.
