高電圧モーターはコロナ放電を発生させますが、なぜ可変周波数モーターもコロナ放電を発生させるのでしょうか？

コロナ放電は、不均一な導体によって発生する不均一な電界によって引き起こされます。不均一な電界の周囲、特に曲率半径の小さい電極付近では、電圧が一定レベルまで上昇すると、自由空気中で放電が発生し、コロナ放電が形成されます。

コロナ発生の条件から、不均一な電界、不均一な導体、および十分な高電圧がコロナ発生の必要条件であることがわかる。したがって、高電圧の両端でコロナが発生する。モーター巻線、特に定格電圧のモーターでは、6kVを超える電圧では固定子巻線のコロナ放電がより顕著になり、電圧が高くなるほどコロナ放電の問題は深刻化します。そのため、高電圧モーターの巻線には、特殊な電磁線を使用したり、巻線コイルの外側に抵抗テープを追加したりすることで、コロナ放電対策が施されます。

可変周波数モータは周波数変換器によって駆動されます。周波数変換器の出力電圧は、産業用周波数電源の正弦波とは異なり、立ち上がりと立ち下がりが急峻な矩形波です。この特殊なパルス波により、モータの入力電圧は周期的な高電圧となります。このパルス過電圧は非常に高速なため、定格電圧の2倍の急激な過電圧が発生し、モータ巻線内の電界分布に深刻な不均一性が生じます。ほとんどの可変周波数モータは低電圧モータですが、この特殊な電源方式では、巻線内の電界分布が不均一になるのは避けられません。

モーターの巻数と長さの特性を分析すると、低電圧高出力モーターの巻線の最初と最後の巻線はほぼすべての電圧振幅を負担し、モーター巻線の中で最も問題が発生しやすい部分であることがわかります。さらに、巻線の埋め込みプロセスを分析すると、最初の巻線の損傷が比較的大きく、したがってリスクも大きくなります。これが、多くのモーターメーカーが最初と最後の巻線に特別な保護を提供している理由です。低電圧高出力可変周波数モーターでは、磁界強度の不均一性とパルススパイク電圧により、モーター巻線の端部にコロナ発生の基本条件があります。可変周波数モーターでコロナが発生するのを防ぐには、可変周波数モーターの巻線に特殊なコロナ防止電磁線を使用し、最初と最後の巻線に特別な保護対策を講じる必要があります。