变频器对电机的损伤包括两个方面，定子绕组的损伤和轴承的损伤。这种损伤一般发生在几周至十几个月内，具体时间与变频器的品牌、电机的品牌、电机的功率、变频器的载波频率、变频器与电机之间的电缆长度、环境温度等诸多因素有关。 1、变频器驱动与工频驱动的区别 变频器驱动电机的电压与工频电压的区别:变频器的基本构造包括整流电路与逆变电路两部分。整流电路为普通二极管与滤波电容构成的直流电压输出电路，逆变电路将直流电压变换成脉宽调制的电压波形（PWM电压）。因此，变频器驱动电机的电压波形是脉宽变化的脉冲波形，而不是正弦波电压波形。用脉冲电压驱动电机就是导致电机容易损坏的根本原因。 2、变频器损伤电机定子绕组的机理 脉冲电压在电缆上传输时，如果电缆的阻抗与负载的阻抗不匹配，在负载端会产生反射。反射的结果是，入射波与反射波叠加，形成更高的电压，它的幅度最大可以达到直流母线电压的2倍，大约相当于变频器输入电压的3倍。过高的尖峰电压加在电机定子的线圈上，对线圈造成电压冲击，频繁的过电压冲击会导致电机过早失效。 变频器驱动的电机受到尖峰电压的冲击后，它的实际寿命与很多因素，包括温度、污染、振动、电压、载波频率以及线圈绝缘的工艺等因素有关。 变频器的载波频率越高，输出电流波形越接近正弦波，这会降低电机的运行温度，从而延长绝缘的寿命。但是，更高的载波频率意味着每秒钟产生的尖峰电压数量更多，对电机的冲击的次数更多。对于约60米长的电缆，当载波频率从3kHz提高到12kHz（变化4倍）时，绝缘的寿命从大约8万小时降低到2万小时（相差4倍）。 电机的温度越高，绝缘的寿命越短，当温度升高到750C时，电机的寿命只有50%。变频器驱动的电机，由于PWM电压包含较多的高频成份，电机温度会远高于工频电压驱动的情况。 3、变频器损伤电机轴承的机理 变频器损伤电机轴承的原因是，有流过轴承的电流，并且这种电流处于断续连通的状态，断续连通的电路会产生电弧，电弧烧毁了轴承。 导致交流电机的轴承中流过电流的原因主要有两个，第一，内部电磁场不平衡产生的感应电压，第二，杂散电容引起的高频电流通路。理想交流感应电机内部的磁场是对称的，当三相绕组的电流相等，并且相位相差1200时，不会在电机的轴杆上感应出电压。变频器输出的PWM电压导致电机内部的磁场不对称时，就会在轴杆上感应出电压，电压的幅度在10~30V，这与驱动电压有关，驱动电压越高，轴杆上的电压越高。当这个电压的数值超过轴承中的润滑油的绝缘强度时，就会形成一个电流通路。轴杆旋转过程中，在某个时刻，润滑油的绝缘又阻断了电流。这个过程类似于机械式开关的通断过程，这个过程中会产生电弧，烧蚀轴杆、滚珠、轴碗的表面，形成凹坑。如果没有外部振动，小凹坑不会产生过大的影响，但是如果有外部振动时，会产生凹槽，这对电机的运转影响很大。 另外，实验表明，轴杆上的电压还与变频器输出电压的基波频率有关，基波频率越低，轴杆上的电压越高，轴承损伤越严重。 在马达工作的初期，润滑油温度较低的时候，电流幅度在5-200mA，这么小的电流不会对轴承产生任何损坏。但是，当马达运行一段时间后，随着润滑油温度升高，峰值电流会达到5-10A，这会产生飞弧，在轴承部件的表面形成小坑。 4、电机定子绕组的保护 当电缆的长度超过30米时，现代变频器必然会在电机端产生尖峰电压，缩短电机的寿命。防止电机出现损伤，有两个思路，一个是采用绕组绝缘抗电强度更高的电机（称为变频电机），另一个是采取措施减小尖峰电压。前一种措施适合于新建的项目，后一种措施适合于对已有的电机进行改造。 目前常用的电机保护方法有以下4个： 1在变频器的输出端安装电抗器：这个措施最常用，但是需要注意的是，该方法对于较短的电缆（30米以下）有一定效果，但有时效果不够理想。 2在变频器的输出端安装dv/d滤波器：这个措施适用于电缆长度小于300米的场合，价格略高于电抗器，效果有了明显的改善。 3在变频器的输出端安装正弦波滤波器：这个措施是最理想的。因为在这里，将PWM脉冲电压变成了正弦波电压，是电机工作在与工频电压相同的条件下，尖峰电压的问题得到了彻底的解决（电缆再长，也不会出现尖峰电压了）。 4在电缆与电机接口的位置安装尖峰电压吸收器：前面几个措施的缺点是当电机的功率较大时，电抗器或滤波器的体积、重量很大，价格较高，另外，电抗器和滤波器都会导致一定的电压降，影响电机的输出力矩，采用变频器尖峰电压吸收器能够克服这些缺点。航天科工集团二院706所开发的SVA尖峰电压吸收器，采用先进的电力电子技术和智能控制技术，是解决电机损伤的理想设备。另外，SVA尖峰吸收器还能保护电机的轴承。是一种新型的电机保护装置（航天科工集团的SVA型号），并联连接电机的电源输入端。 工作过程如下：尖峰电压检测电路实时检测电机电源线上的电压幅度；当检测到电压的幅度超过设定的阈值时，控制尖峰能量缓冲电路，使其吸收尖峰电压的能量；当尖峰电压的能量充满尖峰能量缓冲器时，尖峰能量吸收控制阀门打开，使缓冲器中的尖峰能量泄放到尖峰能量吸收器，将电能转变成热能；温度监控器监测尖峰能量吸收器的温度，当温度过高时，适当关闭尖峰能量吸收控制阀门，减小能量的吸收（在保证电机受到保护的前提下），避免尖峰电压吸收器过热而损坏；轴承电流吸收电路的作用是将轴承电流吸收掉，保护电机轴承。 尖峰吸收器最大的好处是，体积小、价格低，安装简便（并联安装）。特别是功率较大的场合，尖峰吸收器在价格、体积、重量等方面的优点很突出。另外，由于是并联安装，不会产生电压降，而d滤波器都会有一定的电压降接近10%，这会导致电机的转矩降低。 5、补充: 要改变变频器输入侧的功率因数，必须对症下药，设法削减电流中的高次谐波成分。 1）接入交流电抗器。但就提高功率因数的效果而言，接入交流电抗器后的效果并不理想，只能将功率因数提高0.75-0.85。但交流电抗器具有削弱浪涌电流和电源电压不平衡的影响等功能，因此，在不少场合，是需要接入交流电抗器的。如：多台变频器接在同一网络时；同一网络中有大容量晶闸管设备时;变频器的容量不足供电变压器容量的十分之一时。 2）接入直流电抗器。直流电抗器接在整流桥和滤波电容器之间，就提高功率因数的效果而言，直流电抗器优于交流电抗器，可将功率因数提高到0.9以上。直流电抗器容易自制。用废了的变压器铁芯，在铁芯上绕上若干匝数即可。匝数一电动机满载时，电抗器上的压降不超过平均直流电压（513V）的3%为宜。 3）采用12脉动整流。

激光切割机对于10mm厚以下钢板的切割已不成问题。但如果要切割更厚的钢板，往往要求助于输出功率超过5kW的高功率激光器，而且切割质量也明显下降。由于高功率激光器设备成本昂贵，其输出的激光模式也不利于激光切割，所以传统激光切割方法在切割厚板时，不具备优势。金属切割厚板的存在以下技术难点：   01 准稳态燃烧过程维持比较困难。   金属激光切割机实际切割过程中，能切透的板厚是有限的，这与切割前沿铁不能稳定燃烧密切相关。燃烧过程要能持续进行，切缝顶部的温度必须达到燃点。单独靠铁氧燃烧反应释放的能量，实际上不能确保燃烧过程持续进行。 一方面，是由于切缝被喷嘴喷出的氧流连续冷却，降低了切割前沿的温度； 另一方面，燃烧形成的氧化亚铁层覆盖在工件表面，阻碍氧的扩散，当氧的浓度降低到一定程度时，燃烧过程将会熄灭。 采用传统会聚性光束进行激光切割时，激光束作用于表面的区域很小，由于激光功率密度很高，所以不仅仅在激光辐射的区域，工件表面温度达到了燃点，而且由于热传导，一个更宽的区域达到了燃点温度。而氧流作用于工件表面的直径要比激光束直径要大。这表明不仅在激光辐射区域，要发生强烈地燃烧反应，而且在激光束照射的光斑外围也要同时发生燃烧。 厚板切割时，切割速度相当慢，工件表面铁氧燃烧的速度要比切割头行进的速度快。燃烧持续一段时间后，由于氧的浓度下降，而导致燃烧过程熄灭。只有当切割头行进到该位置时，燃烧反应又重新开始。切割前沿的燃烧过程是周期性地进行，这样就会导致切割前沿的温度波动，切口质量变差。     02 板厚方向氧纯度和压力难以维持恒定。   金属激光切割机厚板切割时，氧纯度下降也是影响切口质量的重要因素。 氧流的纯度对切割过程有强烈影响。当氧流纯度下降0.9%，铁氧燃烧率将下降10%；纯度下降5%时，燃烧率将下降37%。燃烧率下降将大大减少了燃烧过程输入到切缝中的能量，降低了切割速度，同时切割面液态层中铁的含量增加，从而增大到熔渣的粘性，导致熔渣排出困难，这样在切口下部就会出现严重的挂渣，使切口质量变得难以接受。 为了保持切割稳定进行，要求在板厚方向切割氧流的纯度及压力要基本保持恒定。传统激光切割工艺中，常常使用普通锥形喷嘴，这种喷嘴在薄板切割中能满足使用要求。但在切割厚板时，随着供气压力增大，喷嘴的流场中容易形成激波，激波对切割过程有许多危害，降低氧流的纯度，影响切口质量。       解决这个问题一般有三种办法： （1）在切割氧流周围添加预热火焰。 （2）在切割氧流周围添加辅助氧流。 （3）合理设计喷嘴内壁，改善气流流场特征。