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电力设备维修中变频器的故障因素及避免办法
发布时间:2019-11-07 18:13:07
变频器由主回路、电源回路、IPM驱动及维护回路、冷却电扇等几有些构成。其构造多为单元化或模块化方法。因为运用方法不正确或设置环境不合理,将简单构成变频器误动作及发作毛病,或者无法满意预期的运转作用。为防患于未然,电力设备维修中事前对毛病因素进行仔细剖析尤为重要。
电力设备维修中变频器的故障因素及避免办法
1.1 主回路常见毛病剖析
主回路首要由三相或单相整流桥、滑润电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件构成。其间很多常见毛病是由电解电容致使。电解电容的寿数首要由加在其两端的直流电压和内部温度所决议,在回路设计时现已选定了电容器的类型,所以内部的温度对电解电容器的寿数起决议作用。电解电容器会直接影响到变频器的运用寿数,一般温度每上升10 ℃,寿数折半。因而一方面在设备时要思考恰当的环境温度,另一方面可以采取办法削减脉动电流。选用改进功率因数的沟通或直流电抗器可以削减脉动电流,然后延伸电解电容器的寿数。
在电容器维护时,一般以对比简单丈量的静电容量来判别电解电容器的劣化状况,当静电容量低于额定值的80%,绝缘阻抗在5 MΩ以下时,应思考替换电解电容器。

1.2 主回路典型毛病剖析
毛病景象:变频器在加快、减速或正常运转时呈现过电流跳闸。
首要应区别是因为负载因素,仍是变频器的因素致使的。假如是变频器的毛病,可经过历史记录查询在跳闸时的电流,超越了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值,而三相电压和电流是平衡的,则应思考是不是有过载或骤变,如电机堵转等。在负载惯性较大时,可恰当延伸加快时间,此进程对变频器自身并无损坏。若跳闸时的电流,在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内,可判别是IPM模块或有关有些发作毛病。首要可以经过丈量变频器的主回路输出端子U、V、W,别离与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻,来判别IPM模块是不是损坏。如模块未损坏,则是驱动电路出了毛病。假如减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸,一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路毛病;而加快时IPM模块过流,则是下半桥的模块或其驱动电路有些毛病,发作这些毛病的因素,多是因为外部尘埃进入变频器内部或环境湿润致使。

1.3 操控回路毛病剖析
操控回路影响变频器寿数的是电源有些,是滑润电容器和IPM电路板中的缓冲电容器,其原理与前述一样,但这儿的电容器中经过的脉动电流,是基本不受主回路负载影响的定值,故其寿数首要由温度和通电时间决议。因为电容器都焊接在电路板上,经过丈量静电容量来判别劣化状况对比艰难,一般根据电容器环境温度以及运用时间,来计算是不是挨近其运用寿数。
电源电路板给操控回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及电扇等供给电源,这些电源一般都是从主电路输出的直流电压,经过开关电源再别离整流而得到的。因而,某一路电源短路,除了本路的整流电路受损外,还也许影响别的有些的电源,如因为误操作而使操控电源与公共接地短接,致使电源电路板上开关电源有些损坏,电扇电源的短路致使别的电源断电等。一般经过调查电源电路板就对比简单发现。
逻辑操控电路板是变频器的中心,它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路,具有很高的牢靠性,自身呈现毛病的概率很小,但有时会因开机而使悉数操控端子一起闭合,致使变频器呈现EEPROM毛病,这只要对EEPROM重新复位就可以了。
IPM电路板包含驱动和缓冲电路,以及过电压、缺持平维护电路。从逻辑操控板来的PWM信号,经过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块,因而在查看模快的一起,还应丈量IPM模块上的光耦。

1.4 冷却体系
冷却体系首要包含散热片和冷却电扇。其间冷却电扇寿数较短,接近运用寿数时,电扇发生轰动,噪声增大最终停转,变频器呈现IPM过热跳闸。冷却电扇的寿数受陷于轴承,大约为10000~35000 h。当变频器接连作业时,需求2~3年替换一次电扇或轴承。为了延伸电扇的寿数,一些商品的电扇只在变频器作业时而不是电源敞开时运转。

1.5 外部的电磁感应搅扰
假如变频器周围存在搅扰源,它们将经过辐射或电源线侵入变频器的内部,致使操控回路误动作,构成作业不正常或停机,严峻时乃至损坏变频器。削减噪声搅扰的具体方法有:变频器周围一切继电器、接触器的操控线圈上,加装避免冲击电压的吸收设备,如RC浪涌吸收器,其接线不能超越20 cm;尽量缩短操控回路的配线间隔,并使其与主回路别离;变频器操控回路配线绞合节间隔应在15 mm以上,与主回路坚持10 cm以上的间隔;变频器间隔电动机很远时(超越100 m),这时一方面可加大导线截面面积,保证线路压降在2%以内,一起应加装变频器输出电抗器,用来抵偿因长间隔导线发生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规则进行接地,有必要在专用接地址牢靠接地,不能同电焊、动力接地混用;变频器输入端设备无线电噪声滤波器,削减输入高次谐波,然后可降低从电源线到电子设备的噪声影响;一起在变频器的输出端也设备无线电噪声滤波器,以降低其输出端的线路噪声。

1.6 设备环境
变频器归于电子器材设备,在其说明书中有具体设备运用环境的请求。在特别状况下,若的确无法满意这些请求,有必要尽量选用相应按捺办法:振荡是对电子器材构成机械损害的首要因素,关于振荡冲击较大的场合,应选用橡胶等避振办法;湿润、腐蚀性气体及尘埃等将构成电子器材锈蚀、接触不良、绝缘降低而构成短路,作为防备办法,应对操控板进行防腐防尘处理,并选用封闭式构造;温度是影响电子器材寿数及牢靠性的重要因素,特别是半导体器材,应根据设备请求的环境条件设备空调或避免日光直射。
除上述几点外,定时查看变频器的空气滤清器及冷却电扇也是十分必要的。关于特别的高寒场合,为避免微处理器因温度过低不能正常作业,应采取设置空气加热器等必要办法。

1.7 电源反常
电源反常大致分以下3种,即缺相、低电压、停电,有时也呈现它们的混合方法。这些反常景象的首要因素,多半是输电线路因风、雪、雷击构成的,有时也因为同一供电体系内呈现对地短路及相间短路。而雷击因地域和时节有很大区别。除电压动摇外,有些电网或自行发电的单位,也会呈现频率动摇,而且这些景象有时在短时间内重复呈现,为保证设备的正常运转,对变频器供电电源也提出相应请求。
假如附近有直接发动的电动机和电磁炉等设备,为避免这些设备投入时构成的电压降低,其电源应和变频器的电源别离,减小相互影响。
关于请求瞬时停电后仍能持续运转的设备,除挑选适宜报价的变频器外,还应预先思考电机负载的降速比例。当变频器和外部操控回路都选用刹那间停电抵偿方法时,失压回复后,经过测速电机测速来避免在加快中的过电流。
关于请求有必要接连运转的设备,应对变频器加装主动切换的不停电电源设备。像带有二极管输入及运用单相操控电源的变频器,虽然在缺相状态,但也能持续作业,但整流器中单个器材电流过大,及电容器的脉冲电流过大,若长时间运转将对变频器的寿数及牢靠性构成不良影响,应及早查看处理。

1.8 雷击、感应雷电
雷击或感应雷击构成的冲击电压,有时也会构成变频器的损坏。此外,当电源体系一次侧带有真空断路器时,短路开结束会议发生较高的冲击电压。为避免因冲击电压构成过电压损坏,一般需求在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器材。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器,应在操控时序上,保证真空断路器动作前先将变频器断开。

2 变频器自身的毛病自确诊及避免功能
老类型的晶体管变频器首要有以下缺陷:简单跳闸、不简单再发动、过负载才干低。因为IGBT及CPU的迅速发展,变频器内部增加了完善的自确诊及毛病防备功能,大幅度提高了变频器的牢靠性。
假如运用矢量操控变频器中的“全领域主动转矩抵偿功能”,其间的“发动转矩缺乏”、“环境条件改变构成出力降低”等毛病因素,将得到极好的战胜。该功能是使用变频器内部的微型计算机的高速运算,计算出当时时间所需求的转矩,迅速对输出电压进行修正和抵偿,以抵消因外部条件改变而构成的变频器输出转矩改变。

此外,因为变频器的软件开发愈加完善,可以预先在变频器的内部设置各种毛病避免办法,并使毛病化解后,仍能坚持持续运转,例如:对自在泊车进程中的电机进行再发动;对内部毛病主动复位并坚持接连运转;负载转矩过大时,能主动调整运转曲线,可以对机械体系的反常转矩进行查看。
构成变频器毛病的因素是多方面的,只要在实践中,不断探索总结,才干及时消除各式各样的毛病。
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