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      電學文章
      交流變頻電源常見問題分析及解決方案

      發布時間: 2021-09-09   瀏覽次數:   作者:邁昂科技

          變頻電源由主回路、電源回路、IM驅動及保護回路、冷卻風扇等幾部分構成的。其結構多為單元化或模塊化形式,考慮到使用方法不正確或設置環境不合理,將容易造成變頻電源誤動作及發生故障,或是無法滿足預期的運行效果,為防患于未然,事先對故障原因進行認真進行分析不可忽視。


      1、主回路常見故障進行分析
      主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、波電容器、IPM要考慮適當的環境溫度,與此同時可以采取措減少脈動電流。采用改善功率因數的交流或直流電抗器可以減少脈動電流,從而延長電解電容器的壽命。

      在電容器維護時,通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況,當靜電容量低于額定值的80%,絕綠阻抗在5MΩ以下時,應考慮更換電解電容器。


      2、control回路故障進行分析

      control回路影響変頻電源壽命的是電源部分,是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器,其原理與前述相同,但這里的電容器中可以通過的脈動電流,是基本不受主回路負載影響的定值,故其壽命主要由溫度和通電時間決定。考慮到電容器都焊接在電路板上,可以通過測量靜電容量來判斷劣化情況比較困難,通常情況下根據電容器環境溫度以及使用時間,來推算是否接近其使用壽命。


            電源電路板給control回路、IPM驅動電路和表面操作顯示板以及風扇等提供電源,這些電源通常情況下都是從主電路輸出的直流電壓,可以通過開關電源再分別整流而得到的。因此,某一路電源短路,除了本路的整流電路受損外,還可能影響其他部分的電源,如考慮到誤操作而使control電源與公共接地短接,致使電源電路板上開關電源部分損壞,風扇電源的短路導致其他電源斷電等。通常情況下通過觀察電源電路板就比較容易發現。


           邏輯control電路板是変頻電源的core,它集中了CPU、MU、RAM、EEPROMI等大規模集成電路,具有很高的可靠性,本身出現故障的概率很小,但有的時候會因開機而使全部control端子同時閉合,導致変頻電源出現EEPROM故障,這只要對EEPROMI重新復位就可以了。


      IPM電路板包含驅動和緩沖電路,以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯control板來的PM信號,可以通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊,因而在檢測模快的同時,還應測量IPM模塊上的光耦。


      3、冷卻系統
      冷卻系統主要是包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短臨近使用壽命時,風扇產生震動,噪聲大至后停轉,変頻電源出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受陷于軸承,大約為10000~35000h。
      當変頻電源連續運轉時,需要2-3年更換一次風扇或軸承。為了更好地延長風扇的壽命,一些產品的風扇只在變頻電源運轉時而不是電源開啟時運行。


      4、外部的電磁感應干擾
      如果変頻電源周存在干擾源,它們將通過radiate或電源線侵入変頻電源的內部,引起control回路誤動作,造成工作不正常或停機,嚴重時甚至損壞変頻電源。減少噪聲干擾的具體方法有:変頻電源周圍所有繼電器、接觸器的control線上,加裝防止沖擊電壓的吸收裝置,如RC浪涌吸收器,其接線不能超過20cm;盡量縮短control回路的配線距離,并使其與主回路分離;変頻電源control回路配線絞合節距離應在15mm以上,與主回路保持10cm以上的間距;変頻電源距離電動機很遠時(超過100m),這時一方面可加大導線截面面積,保證線路壓降在2%以內,同時應加裝頻電源輸出電抗器,用來補償因長距離導線產生的分布電容的充電電流。變頻電源接地端子應按規定進行接地,必須在special接地點可靠接地,不能同電焊、動力接地混用;変頻電源輸入端安裝無線電噪聲波器,減少輸入高諧波,從而可降低從電源線到電子設備的噪聲影響;同時在變頻電源的輸出端也安裝無線電噪聲漶波器,以降低其輸出端的線路噪聲。


      5、安裝環境
      変頻電源屬于電子器件裝置,對安裝環境要求比較嚴格,在其說明書中有詳細安裝使用環境的要求。在特殊情況下,若確實無法滿足這些要求,須盡量采用相應inhibit措施:振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因,針對于振動沖擊較大的場合,應采用橡膠等避振措施;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路,作為防范措施,應對control板進行防腐防塵處理,并采用封閉式結構;溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素,特別是半導體器件,應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。
      除以上幾點外,定期檢查変頻電源的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。針對于特殊的高寒場合,為防止微處理器因溫度過低不能正常工作,應采取設置空氣加熱器等必要措施。

      6、電源異常情況
      電源異常情況一般來說分以下3種,即缺相、低電壓、停電,有的時候也出現雪、雷擊造成的,有的時候也因為同一供電系統內出現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節有很大差異。除電壓波動外,有些電網或自行發電的單位,也會出現頻率波動,并且這些現象有的時候在短時間內重復出現,為保證設備的正常運行,對変頻電源供電電源也提出相應要求。
      要是附近有直接啟動的電動機和電磁爐等設備,為防止這些設備投進時造成的電壓降低,其電源應和變頻電源的電源分離,減小相互影響。


      A對于要求瞬時停電后仍能繼續運行的設備,除選擇合適價格的変頻電源外,還應預先考慮電機負載的降速比例。當変頻電源和外部control回路都采用瞬間停電補償方式時,失壓回復后,通過測速電機測速來防止在加速中的過電流。


      B對于要求必須連續運行的設備,應對變頻電源加裝自動切換的不停電電源裝置。像帶有二極管輸入及使用單相control電源的變頻電源,雖然在缺相狀態,但也能繼續工作,但整流器中個別器件電流過大,及電容器的脈沖電流過大,若長時間運行將對變頻電源的壽命及可靠性造成不良影響,應盡早檢查處理。


      7、雷擊、感應雷電
      雷擊或感應電擊形成的沖擊電壓,有的時候也會造成變頻電源的損壞。除此之外,當電源系統一次側帶有真空斷路器時,短路開閉會產生較高的沖擊電壓。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞,通常需要在変頻電源的輸入端加壓敏電阻等吸收器件。真空斷路器應增加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器,應在control時序上,保證真空斷路器動作前先將變頻電源斷開。

       
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