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電力設備維修中變頻器的故障因素及避免辦法
變頻器由主回路、電源回路、IPM驅動及維護回路、冷卻電扇等幾有些構成。其構造多為單元化或模塊化方法。因為運用方法不正确或設置環境不合理,将簡單構成變頻器誤動作及發作毛病,或者無法滿意預期的運轉作用。為防患于未然,電力設備維修中事前對毛病因素進行仔細剖析尤為重要。
電力設備維修中變頻器的故障因素及避免辦法
1.1 主回路常見毛病剖析
主回路首要由三相或單相整流橋、滑潤電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件構成。其間很多常見毛病是由電解電容緻使。電解電容的壽數首要由加在其兩端的直流電壓和内部溫度所決議,在回路設計時現已選定了電容器的類型,所以内部的溫度對電解電容器的壽數起決議作用。電解電容器會直接影響到變頻器的運用壽數,一般溫度每上升10 ℃,壽數折半。因而一方面在設備時要思考恰當的環境溫度,另一方面可以采取辦法削減脈動電流。選用改進功率因數的溝通或直流電抗器可以削減脈動電流,然後延伸電解電容器的壽數。
在電容器維護時,一般以對比簡單丈量的靜電容量來判别電解電容器的劣化狀況,當靜電容量低于額定值的80%,絕緣阻抗在5 MΩ以下時,應思考替換電解電容器。

1.2 主回路典型毛病剖析
毛病景象:變頻器在加快、減速或正常運轉時呈現過電流跳閘。
首要應區别是因為負載因素,仍是變頻器的因素緻使的。假如是變頻器的毛病,可經過曆史記錄查詢在跳閘時的電流,超越了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設定值,而三相電壓和電流是平衡的,則應思考是不是有過載或驟變,如電機堵轉等。在負載慣性較大時,可恰當延伸加快時間,此進程對變頻器自身并無損壞。若跳閘時的電流,在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設定範圍内,可判别是IPM模塊或有關有些發作毛病。首要可以經過丈量變頻器的主回路輸出端子U、V、W,别離與直流側的P、N端子之間的正反向電阻,來判别IPM模塊是不是損壞。如模塊未損壞,則是驅動電路出了毛病。假如減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘,一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路毛病;而加快時IPM模塊過流,則是下半橋的模塊或其驅動電路有些毛病,發作這些毛病的因素,多是因為外部塵埃進入變頻器内部或環境濕潤緻使。

1.3 操控回路毛病剖析
操控回路影響變頻器壽數的是電源有些,是滑潤電容器和IPM電路闆中的緩沖電容器,其原理與前述一樣,但這兒的電容器中經過的脈動電流,是基本不受主回路負載影響的定值,故其壽數首要由溫度和通電時間決議。因為電容器都焊接在電路闆上,經過丈量靜電容量來判别劣化狀況對比艱難,一般根據電容器環境溫度以及運用時間,來計算是不是挨近其運用壽數。
電源電路闆給操控回路、IPM驅動電路和表面操作顯示闆以及電扇等供給電源,這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓,經過開關電源再别離整流而得到的。因而,某一路電源短路,除了本路的整流電路受損外,還也許影響别的有些的電源,如因為誤操作而使操控電源與公共接地短接,緻使電源電路闆上開關電源有些損壞,電扇電源的短路緻使别的電源斷電等。一般經過調查電源電路闆就對比簡單發現。
邏輯操控電路闆是變頻器的中心,它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路,具有很高的牢靠性,自身呈現毛病的概率很小,但有時會因開機而使悉數操控端子一起閉合,緻使變頻器呈現EEPROM毛病,這隻要對EEPROM重新複位就可以了。
IPM電路闆包含驅動和緩沖電路,以及過電壓、缺持平維護電路。從邏輯操控闆來的PWM信号,經過光耦合将電壓驅動信号輸入IPM模塊,因而在查看模快的一起,還應丈量IPM模塊上的光耦。

1.4 冷卻體系
冷卻體系首要包含散熱片和冷卻電扇。其間冷卻電扇壽數較短,接近運用壽數時,電扇發生轟動,噪聲增大最終停轉,變頻器呈現IPM過熱跳閘。冷卻電扇的壽數受陷于軸承,大約為10000~35000 h。當變頻器接連作業時,需求2~3年替換一次電扇或軸承。為了延伸電扇的壽數,一些商品的電扇隻在變頻器作業時而不是電源敞開時運轉。

1.5 外部的電磁感應攪擾
假如變頻器周圍存在攪擾源,它們将經過輻射或電源線侵入變頻器的内部,緻使操控回路誤動作,構成作業不正常或停機,嚴峻時乃至損壞變頻器。削減噪聲攪擾的具體方法有:變頻器周圍一切繼電器、接觸器的操控線圈上,加裝避免沖擊電壓的吸收設備,如RC浪湧吸收器,其接線不能超越20 cm;盡量縮短操控回路的配線間隔,并使其與主回路别離;變頻器操控回路配線絞合節間隔應在15 mm以上,與主回路堅持10 cm以上的間隔;變頻器間隔電動機很遠時(超越100 m),這時一方面可加大導線截面面積,保證線路壓降在2%以内,一起應加裝變頻器輸出電抗器,用來抵償因長間隔導線發生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應按規則進行接地,有必要在專用接地址牢靠接地,不能同電焊、動力接地混用;變頻器輸入端設備無線電噪聲濾波器,削減輸入高次諧波,然後可降低從電源線到電子設備的噪聲影響;一起在變頻器的輸出端也設備無線電噪聲濾波器,以降低其輸出端的線路噪聲。

1.6 設備環境
變頻器歸于電子器材設備,在其說明書中有具體設備運用環境的請求。在特别狀況下,若的确無法滿意這些請求,有必要盡量選用相應按捺辦法:振蕩是對電子器材構成機械損害的首要因素,關于振蕩沖擊較大的場合,應選用橡膠等避振辦法;濕潤、腐蝕性氣體及塵埃等将構成電子器材鏽蝕、接觸不良、絕緣降低而構成短路,作為防備辦法,應對操控闆進行防腐防塵處理,并選用封閉式構造;溫度是影響電子器材壽數及牢靠性的重要因素,特别是半導體器材,應根據設備請求的環境條件設備空調或避免日光直射。
除上述幾點外,定時查看變頻器的空氣濾清器及冷卻電扇也是十分必要的。關于特别的高寒場合,為避免微處理器因溫度過低不能正常作業,應采取設置空氣加熱器等必要辦法。

1.7 電源反常
電源反常大緻分以下3種,即缺相、低電壓、停電,有時也呈現它們的混合方法。這些反常景象的首要因素,多半是輸電線路因風、雪、雷擊構成的,有時也因為同一供電體系内呈現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和時節有很大區别。除電壓動搖外,有些電網或自行發電的單位,也會呈現頻率動搖,而且這些景象有時在短時間内重複呈現,為保證設備的正常運轉,對變頻器供電電源也提出相應請求。
假如附近有直接發動的電動機和電磁爐等設備,為避免這些設備投入時構成的電壓降低,其電源應和變頻器的電源别離,減小相互影響。
關于請求瞬時停電後仍能持續運轉的設備,除挑選适宜報價的變頻器外,還應預先思考電機負載的降速比例。當變頻器和外部操控回路都選用刹那間停電抵償方法時,失壓回複後,經過測速電機測速來避免在加快中的過電流。
關于請求有必要接連運轉的設備,應對變頻器加裝主動切換的不停電電源設備。像帶有二極管輸入及運用單相操控電源的變頻器,雖然在缺相狀态,但也能持續作業,但整流器中單個器材電流過大,及電容器的脈沖電流過大,若長時間運轉将對變頻器的壽數及牢靠性構成不良影響,應及早查看處理。

1.8 雷擊、感應雷電
雷擊或感應雷擊構成的沖擊電壓,有時也會構成變頻器的損壞。此外,當電源體系一次側帶有真空斷路器時,短路開結束會議發生較高的沖擊電壓。為避免因沖擊電壓構成過電壓損壞,一般需求在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器材。真空斷路器應增加RC浪湧吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器,應在操控時序上,保證真空斷路器動作前先将變頻器斷開。

2 變頻器自身的毛病自确診及避免功能
老類型的晶體管變頻器首要有以下缺陷:簡單跳閘、不簡單再發動、過負載才幹低。因為IGBT及CPU的迅速發展,變頻器内部增加了完善的自确診及毛病防備功能,大幅度提高了變頻器的牢靠性。
假如運用矢量操控變頻器中的“全領域主動轉矩抵償功能”,其間的“發動轉矩缺乏”、“環境條件改變構成出力降低”等毛病因素,将得到極好的戰勝。該功能是使用變頻器内部的微型計算機的高速運算,計算出當時時間所需求的轉矩,迅速對輸出電壓進行修正和抵償,以抵消因外部條件改變而構成的變頻器輸出轉矩改變。

此外,因為變頻器的軟件開發愈加完善,可以預先在變頻器的内部設置各種毛病避免辦法,并使毛病化解後,仍能堅持持續運轉,例如:對自在泊車進程中的電機進行再發動;對内部毛病主動複位并堅持接連運轉;負載轉矩過大時,能主動調整運轉曲線,可以對機械體系的反常轉矩進行查看。
構成變頻器毛病的因素是多方面的,隻要在實踐中,不斷探索總結,才幹及時消除各式各樣的毛病。
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