Interaction aspects of pulse stress and insulation systems

W ostatnich 20 latach w dziedzinie przemysłowych układów sterowania zaobserwowano bardzo szybki rozwój w zakresie technologii napędu o regulowanej prędkości. Jednocześnie zaobserwowano, że przebiegi czasowe napięć generowanych przez przekształtniki częstotliwości mogą niekorzystnie wpłynąć na niezawodność i żywotność układów izolacyjnych w silnikach elektrycznych. Problemy związane z przepięciami występującymi w napędach z długim okablowaniem, wywołanymi krótkimi czasami narastania zboczy prostokątnych impulsów napięciowych stały się w ostatniej dekadzie istotną dziedziną badań. Ponadto znany jest również problem prądów łożyskowych. Obok asymetrii magnetycznej istnieją także inne przyczyny wywołujące prądy łożyskowe, takie jak np. niezamierzone podanie potencjału napięciowego na wał silnika, kumulowanie się ładunku elektrostatycznego czy napięcia współbieżne wytwarzane przez niesymetryczne zasilanie uzwojeń silników. Każda z wymienionych przyczyn może wywołać prądy łożyskowe i w efekcie uszkodzenie łożysk. Ostatnio główną przyczyną prądów łożyskowych i uszkodzeń łożysk stały się napięcia współbieżne o wysokiej częstotliwości i dużych przyrostach dv/dt, występujące przy zasilaniu silników indukcyjnych z przekształtników częstotliwościowych. Niniejszy artykuł dotyczy powyższych zagadnień. Przedstawiono w nim wyniki badań eksperymentalnych wpływu złożonych warunków napięciowych na żywotność wybranych materiałów izolacyjnych stosowanych w maszynach elektrycznych wirujących. Zauważono, że dla niektórych materiałów izolacyjnych przy zasilaniu z falowników PWM następuje zmniejszenie czasu zużycia izolacji nawet o 80%.