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所在位置:工控博客苑 -- 潘學禮 -- 變頻器自身保護及維護

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潘學禮工控博客

潘先生

     學歷:中專
     職稱:工程師
     年齡:35歲
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發表人:偶爾路過 發表時間:2009-8-19 11:51:00

 

發表新論題

 本欄論題: 變頻器自身保護及維護   [6040]
    經過近30年的發展,變頻器已經開始從純粹工業品向民用領域過渡,變頻器的使用可以說是已經上山下鄉,(恒壓供水)深入千家萬戶(變頻空調)。但使用一段時間后大家會發現變頻器的故障率遠遠高于一般民用電器,也高于一般工業電器(PLC,電機)而且很多故障發生時伴隨著冒煙爆炸等。有時會造成高壓系統跳閘。而且一旦冒煙爆炸后變頻器基本就報廢,就是維修的話成本也非常高。這是什么原因呢?
   
    現在已經進入市場經濟,絕大多數工程都是通過設計院,通過招投標產生工程公司進行實施。對變頻器的指標一般都明文規定要求其本身要具備各種保護功能。所以在變頻器損壞時使用方就不理解了,有人還會產生疑問這變頻器是不是假的呀等等。其實變頻器發展到今天,他的保護已經非常成熟可靠了。但這些保護建立在變頻器本身是沒有故障的前提下的。一旦變頻器內部短路,或者元器件失靈時就出大問題了。好像沒人想過變頻器自身的保護是靠誰來完成的。在國內通常的做法是在變頻器進線處加一個空氣開關(常規工頻啟動電路都是這么搞的,效果還不錯,所以就一直沿用下來了我認為)。那效果如何呢?實踐證明效果一般,在變頻器內部發生短路時,輕則變頻器燒毀(空開比較靈敏的);空開不靈的連低壓總進線開關連帶上級高壓開關一同跳掉(我見過及客戶反映過的就不知多少回了)。
   
   
   
    變頻器是電力(高壓大電流)電子(低壓微電流)器件的集成體。內部有大量的功率器件(整流橋;電力電解電容;IGBT)也有大量的電子器件(控制板顯示屏)。一旦內部短路(原因下面細講),如果進線處沒有快熔保護,勢必造成整流橋開路或短路。開路還好,變頻器沒有電流輸入,故障不會繼續擴大;一旦整流橋短路擊穿,勢必造成更大的短路電流。造成變頻器燒毀甚至會越級跳閘,造成難以估計的損失。
   
   
   
    為什么會造成這么大的事故那還得從變頻器原理說起。通用變頻器工作時是將交流電通過整流橋轉換為直流電,通過直流電容平波穩壓,最后再通過IGBT逆變斬波還原為頻率電壓可變的交流電驅動電機旋轉。
   
   
   
    如果變頻器溫度;變頻器內部灰塵太多(控制板沒做防塵處理);器件老化等原因造成逆變橋統一臂的兩個逆變器件在在不斷交替的工作過程中出現異常,導致在交替導通過程中,一個器件已經導通,而另一個器件卻還未來得及關斷,同一個橋臂的上、下兩個功率器件的“直通,使直流電壓的正、負極間處于短路狀態。有時甚至是直接因變頻器內積塵太多再進點水蒸氣什么的造成變頻器內部直流母線直接短路。這種短路是非常可怕的。正常情況下變頻器一旦檢測到故障馬上會截止輸出。但如果在進線側沒有接觸器,那永遠也不可能截止輸入。(這一點大家都知道但可能都沒仔細想過會有多大事情)。短路一旦形成,如果不考慮進線電纜的截面積,那么短路電流是無限大。正常情況變頻器進線側會有空開進行保護。空氣開關一般都帶熱磁脫扣單元。對于保護變頻器來說熱脫扣基本沒有用途(變頻器本身都帶過流過載保護,其靈敏度遠高于空開。比如說電機額定電流電流為12.2A,那變頻器就可以整定到12.2,但任何品牌的空開都無法整定到12.2)。磁脫扣是針對短路保護的。正常空開磁脫扣整定值都是10倍空開額定電流。空開固有的機械時間為500-1000ms.(也就是在檢測到該跳閘后通過執行機構分斷空開觸頭的時間)。舉個例子:一臺75KW電機,一般大家會選配一個200A空開,一旦變頻器直流短路,那么短路電流肯定會遠大于2000,1秒后空開跳閘,400v*2000a*1s=800kw.很多人可能沒見過800KW的電機,家家都有電表月月交電費,一度電就是1kw.一般2口之家節約一點的一年也就用800度電。大家可以想像一年耗費的電能(又是做飯又是制冷等)這么大的能量瞬間流進變頻器,不爆炸才怪呢。同時也可能造成電網欠壓造成上級開關動作。
   
   
   
    如何避免出現這種事故呢?又主動措施和被動措施兩種方案。
   
   
   
    主動措施:保證電氣室內恒溫恒濕無塵(簡單說就是像家里環境一樣,精確點說要達到我國發達城市有實權科級以上公仆辦公室內環境);定期清潔變頻器內部灰塵,必要時可以解體保潔再組裝。定期緊固動力控制電纜(一定要委派有責任心,慢性子的同志)除非帶有止褪墊的螺絲,否則隨著時間推移不會越來越緊的。因動力線虛接導致變頻器的損壞的例子那是相當多。每八年左右更換全部直流電解電容。安裝進線接觸器(由變頻器繼電器控制)故障后馬上截止電流輸入,避免事故擴大。
   
   
   
    被動措施:在進線處安裝合適容量的快速熔斷器(印有二極管標志的保險)。正常情況下變頻器生產廠家會給出變頻器配置的快熔的具體型號。但進口品牌一般給出的型號也是進口品牌的快熔。在國內不容易配到。下面我給出一個簡易方法:如果不是重載啟動,一般可以按照變頻器額定電流選擇快熔。比如變頻器額定電流162A,可以選擇200A的。國產型號為NGTC1-200。上海電陶和茗熔的都可以。如果重載啟動加一檔選250A.快熔的熔斷時間是按照電流反時限計算。因沒有機械結構所以熔斷時間可以無限短。這樣就可以最大限度避免事故。
   
 

以下是關于《 變頻器自身保護及維護 》論題的回復(共4篇)

回復人:longaijun

 回復時間:2009-8-21 14:27:00

    很收益啊!

回復人:cjm2008go

 回復時間:2009-12-16 16:43:00

    謝謝樓主!!!!!!!!!!!!!!

回復人:chena2009

 回復時間:2009-12-31 18:08:00

    好啊

回復人:delphia

 回復時間:2010-5-27 21:17:00

    謝謝樓主!!!!!!!!!!!!!!

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