Naozaj sa motor nevyhorí, ak sa použije frekvenčný menič?
1 Poškodenie spôsobené abnormálnym zaťažením
Je pravda, že ochranný obvod meniča je už celkom dokončený. Pre ochranu drahého invertorového modulu urobil každý výrobca meniča veľa práce na svojom ochrannom obvode, od detekcie výstupného prúdu po detekciu poklesu napätia IGBT trubice v hnacom obvode, a snaží sa implementovať najrýchlejšiu ochranu proti preťaženiu s najrýchlejšou odozvou. rýchlosť!
Od detekcie napätia po detekciu prúdu, od detekcie teploty modulu po detekciu straty fázy na výstupe atď., neexistuje žiadny elektrický ochranný obvod, ktorý by bol tak zameraný a vyhradený ako menič. Keď predajca meniča spomenie výkon meniča, musí spomenúť aj ochrannú funkciu meniča a často nevedome používateľovi sľubuje: S meničom, jeho komplexnou ochrannou funkciou, váš motor len tak ľahko nespáli. Tento predajca nevedel, že mu tento sľub prinesie veľkú pasivitu!
Naozaj pri použití frekvenčného meniča nezhorí motor? Moja odpoveď znie: V porovnaní s napájaním na priemyselnej frekvencii je pravdepodobnejšie, že motor vyhorí pri použití frekvenčného meniča a vďaka ľahkému spáleniu motora sa invertorový modul frekvenčného meniča tiež ľahko „odpisuje“. Citlivý obvod nadprúdovej ochrany frekvenčného meniča je tu bezmocný a nehrá žiadnu rolu. Toto je hlavná vonkajšia príčina poškodenia modulu frekvenčného meniča. Poviem vám dôvod.
Motor môže bežať v stave napájacej frekvencie. Aj keď je prevádzkový prúd o niečo väčší ako menovitý prúd, po dlhodobej prevádzke dochádza k určitému zvýšeniu teploty. Toto je chorý motor. Skutočne môže bežať skôr, než vyhorí. Ale po pripojení k frekvenčnému meniču bude často preťažený a nemôže bežať. To nie je veľký problém.
Motor môže bežať v stave napájacej frekvencie. Používatelia ho bežne používajú už mnoho rokov. Venujte prosím pozornosť slovu „veľa rokov“. Používatelia chcú ušetriť účty za elektrinu alebo potrebujú vykonať transformáciu frekvenčnej konverzie kvôli transformácii procesu. Po pripojení k frekvenčnému meniču však poruchy OC často vyskočia. Toto je dobré. Ochrana je vypnutá a modul nie je poškodený.
Strašidelné na tom je, že menič nevypadol okamžite na poruchu OC, ale bez príčiny počas prevádzky - už po troch alebo dvoch dňoch prevádzky modul explodoval a motor zhorel. Používateľ obvinil predajcu: Menič, ktorý ste nainštalovali, bol nekvalitný a spálil mi motor, takže musíte kompenzovať môj motor!
Predtým sa motor zdal byť naozaj v poriadku a bežal dobre. Meral sa bežiaci prúd, a pretože záťaž bola nízka, dosahovala len polovicu menovitého prúdu; bol nameraný trojfázový zdroj, 380V a bol veľmi vyvážený a stabilný. Naozaj sa zdá, že došlo k poškodeniu meniča a k poškodeniu motora.
Ak by som tam bol, bol by som spravodlivý takto: Neobviňujte menič, je to váš motor, ktorý je už "nekonečne chorý" a náhle sa rozbil a menič bol poškodený!
Izolácia vinutia motora bola značne znížená v dôsledku zvýšenia prevádzkovej teploty motora a vlhkosti a dokonca má zjavné defekty izolácie, ktoré sú v kritickom bode prerušenia napätia. V podmienkach napájacieho frekvenčného napájania je vstupom vinutia motora trojfázové 50Hz sínusové napätie, indukované napätie generované vinutím je tiež nízke a rázová zložka vo vedení je malá. Zníženie izolácie motora môže priniesť len nenápadný „únikový prúd“, ale medzi závitmi a fázami vinutia ešte nenastal jav prierazu napätia a motor stále „bežne funguje“.
Malo by sa povedať, že ako sa stupeň starnutia izolácie ďalej prehlbuje, aj keď je stále pod napájaním napájacou frekvenciou, predpokladá sa, že v blízkej budúcnosti motor nakoniec vyhorí v dôsledku prerušenia napätia medzi fázami alebo vinutiami spôsobenými starnutie izolácie. Problém je však v tom, že teraz nevyhorela.
Po pripojení k meniču sa podmienky napájania motora "zle": výstup PWM priebehu meniča je v skutočnosti nosné napätie niekoľko kHz alebo dokonca viac ako desať kHz a rôzne zložky harmonického napätia budú tiež generované v napájacom obvode vinutia motora.
Z indukčných charakteristík je vidieť, že čím vyššia je rýchlosť zmeny prúdu pretekajúceho induktorom, tým vyššie je indukované napätie induktora. Indukované napätie vinutia motora je vyššie ako napätie napájacieho zdroja (verejný účet: Pump Butler). Izolačné defekty, ktoré sa nedajú odhaliť pri napájaní silovej frekvencie, nie sú schopné odolať nárazu indukovaného napätia pod vysokofrekvenčným nosičom, takže dochádza k prierazu napätia medzi závitmi alebo fázami vinutia. Skrat medzi fázami a závitmi vinutia motora spôsobil náhly skrat vinutia motora. Počas prevádzky modul explodoval a motor zhorel.
V počiatočnom štádiu spúšťania meniča, pretože výstupná frekvencia a napätie sú v rámci relatívne nízkej amplitúdy, keď dôjde k poruche v motore záťaže, hoci je spôsobený veľký výstupný prúd, tento prúd je často v rámci menovitej hodnoty, obvod detekcie prúdu sa aktivuje včas a menič vykoná ochranné vypnutie a modulu nehrozí nebezpečenstvo výbuchu.
Ak však trojfázové výstupné napätie a frekvencia dosiahnu vysokú amplitúdu pri behu pri plnej rýchlosti (alebo blízko plnej rýchlosti), ak v tomto čase dôjde k poruche napätia vo vinutí motora, okamžite sa vytvorí obrovský nárazový prúd, a invertorový modul to nebude schopný odolať a exploduje a poškodí sa skôr, ako sa aktivuje obvod detekcie prúdu.
Z toho vidno, že ochranný obvod nie je všemocný a každý ochranný obvod má svoje „slabé rebrá“. Menič je bezmocný proti náhlemu prerušeniu napätia vinutia motora počas prevádzky pri plnej rýchlosti a nemôže hrať účinnú ochrannú úlohu. Nielen ochranný obvod meniča, ale žiadna ochrana motora nemôže poskytnúť účinnú ochranu proti takýmto náhlym poruchám. Keď sa vyskytnú takéto náhle poruchy, možno len vyhlásiť, že motor skutočne „zomrel“.
Tento typ poruchy je smrteľnou ranou pre výstupný modul meniča meniča a nie je úniku.
Iné dôvody spôsobené napájaním alebo záťažou, ako je prepätie, podpätie, veľké zaťaženie alebo dokonca nadprúd spôsobený zablokovaním, môžu účinne chrániť bezpečnosť modulu za predpokladu, že ochranný obvod meniča je normálny, a pravdepodobnosť poškodenia modulu sa výrazne zníži. Nebudem to tu rozoberať.
2. Poškodenie modulu spôsobené zlým obvodom meniča
1. Zlý obvod pohonu spôsobí primárne poškodenie modulu
Z režimu napájania hnacieho obvodu je možné vidieť, že je vo všeobecnosti napájaný kladnými a zápornými zdrojmi napájania. +15Napätie V poskytuje budiace napätie IGBT elektrónky na jej zapnutie. -5V poskytuje vypínacie napätie IGBT elektrónky, aby bola spoľahlivá a rýchla. Keď je napätie +15V nedostatočné alebo stratené, príslušnú IGBT elektrónku nie je možné zapnúť. Ak obvod detekcie poruchy modulu v hnacom obvode dokáže detekovať aj elektrónku IGBT, obvod detekcie poruchy modulu môže hlásiť signál OC hneď, ako je invertor uvedený do prevádzky, a menič implementuje akciu ochranného vypnutia, ktorá je takmer neškodná. do modulu.
V prípade, že -5vypínacie záporné napätie V je nedostatočné alebo sa stratilo (rovnako ako trojfázový mostík usmerňovača, môžeme najskôr považovať výstupný obvod meniča za invertorový mostík a elektrónky IGBT tvoria tri horné ramená mostíka a tri dolné ramená mostíka, ako sú IGBT trubice horného ramena mostíka fázy U a dolného ramena mostíka fázy U.), keď je stimulované a zapnuté horné (dolné) rameno mostíka akejkoľvek fázy, zodpovedajúca spodná časť (horné) rameno mostíka IGBT elektrónky sa bude nabíjať prechodovou kapacitou kolektor-brána IGBT elektrónky na kapacitu prechodu brána-emitor v dôsledku straty medzného záporného napätia, čo má za následok nesprávne vedenie elektrónky, a dve elektrónky tvoria skrat k jednosmernému napájaniu! Dôsledok je: moduly sú vyhodené do vzduchu!
Strata záporného napätia pri prerušení môže byť spôsobená poškodením IC budiča, poškodením spodnej trubice stupňa výkonového budiča (zvyčajne zloženým z dvojstupňového doplnkového napäťového sledovacieho výkonového zosilňovača) po IC ovládača, zlým pripojením alebo slabá záporná napájacia vetva budiaceho obvodu alebo porucha filtračného kondenzátora napájacieho zdroja. Akonáhle dôjde k niektorému z vyššie uvedených javov, bude to pre modul smrteľná rana! Je to nezvratné.
2. Slabá dráha prenosu impulzov bude tiež predstavovať hrozbu pre modul. Výstup impulzu 6-kanálového PWM meniča z CPU sa často posiela na vstupný kolík IC ovládača cez šesť invertujúcich (spoločná fáza) vyrovnávacích pamätí, z CPU do IC ovládača a potom do spúšťacieho terminálu invertorový modul. Ak je jeden zo 6 signálov prerušený, menič môže hlásiť poruchu OC. Pokles napätia trubíc IGBT trubíc v dolných troch mostíkových ramenách invertorového mostíka je detekovaný a spracovaný obvodom detekcie poruchy modulu, keď je zapnutý. IGBT trubice v horných troch mostíkových ramenách majú detekciu poklesu napätia na trubici v malom počte meničov a obvod detekcie poklesu napätia trubice je vo väčšine meničov vynechaný. Keď sa stane, že IGBT elektrónka, ktorá stratí budiaci impulz, má obvod detekcie poklesu napätia na trubici, po strate budiaceho impulzu detekčný obvod ohlási poruchu OC a menič sa vypne z dôvodu ochrany; (2) Menič môže mať fázovú odchýlku. IGBT elektrónka, ktorá stráca budiaci impulz, je elektrónka bez obvodu na detekciu poklesu napätia elektrónky. Existuje iba hraničný podtlak, ktorý ho môže spoľahlivo odpojiť. Rameno fázového mostíka má len polvlnový výstup, čo spôsobuje, že menič beží vo fázovej odchýlke. V dôsledku toho sa vo vinutí motora generuje jednosmerná zložka, ktorá tiež vytvára veľký nárazový prúd (verejný účet: Pump Butler), čo spôsobuje náraz a poškodenie modulu! Pravdepodobnosť poškodenia je však nižšia ako prvý dôvod.
Ak je táto dráha prenosu impulzov vždy prerušená, aj keď obvod poruchy modulu nemôže hrať úlohu, obvod detekcie prúdu, ako je vzájomný induktor, môže hrať úlohu a môže tiež zohrávať ochrannú úlohu. Existuje však obava, že táto prenosová cesta bude z času na čas odpojená v dôsledku porúch, ako je zlý kontakt, a dokonca aj náhodné odpojenie. Detekčný obvod prúdu je nevysvetliteľný a nemá čas reagovať, čo spôsobí, že menič spôsobí výstup „prerušovanej fázovej odchýlky“, vytvorí veľký nárazový prúd a poškodí modul. Motor v tomto výstupnom stave „vyskočí“ a vydá „cvakanie“ a výrazne sa zvýši tvorba a straty tepla a tiež sa ľahko poškodí.
3. Obvod detekcie prúdu a obvod detekcie teploty modulu zlyhajú alebo zlyhajú a modul nemôže účinne chrániť pred nadprúdom a prehriatím, čo spôsobuje poškodenie modulu.
4. Keď kapacita akumulačného kondenzátora hlavného obvodu jednosmerného prúdu klesne alebo stratí kapacitu, pulzujúca zložka napätia obvodu jednosmerného prúdu sa zvýši. Po spustení meniča to nie je zrejmé v stave bez záťaže a bez záťaže, ale počas procesu štartovania so záťažou dôjde k rázom napätia v obvode, modul meniča exploduje a poškodí sa a ochranný obvod je tiež v strate
U meničov, ktoré sú v prevádzke dlhé roky, po poškodení modulu nemožno ignorovať kontrolu kapacity akumulačného kondenzátora jednosmerného obvodu. Úplná strata kapacity je zriedkavá, ale akonáhle sa to stane, spôsobí poškodenie invertorového modulu počas procesu spúšťania záťaže, čo je tiež isté!
3. Malý počet domácich meničov s nízkou kvalitou a nekvalitným spracovaním má moduly, ktoré sa veľmi ľahko poškodia. Áno, v posledných rokoch je konkurencia na trhu invertorov čoraz tvrdšia a ziskové rozpätie invertorov sa čoraz viac zužuje, ale konkurencieschopnosť ich vlastných produktov sa dá zlepšiť technologickým pokrokom a vyššou produktivitou. Je nerozumné zvyšovať ich podiel na trhu používaním starých produktov ako nových, podradných produktov ako dobrých a znižovaním kapacity modulov, aby sa obmedzili. Ide o krátkozraké a krátkodobé správanie. 1. Nekvalitné a nekvalitné spracovanie zvyšuje poruchovosť ochranného obvodu poruchy meniča. Modul meniča nemôže byť účinne chránený ochranným obvodom, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť poškodenia modulu. 2. Výber kapacity invertorového modulu by mal vo všeobecnosti dosahovať viac ako 2,5-násobok menovitého prúdu, aby sa zabezpečila dlhodobá bezpečná prevádzka. Napríklad 30kW menič s menovitým prúdom 60A by mal používať modul 150A až 200A. Použitie 100 A je príliš malé. Niektorí výrobcovia si ale trúfajú použiť na inštaláciu 100A moduly! Čo je však horšie, nájdu sa aj takí, ktorí používajú staré a podradné moduly. Tento typ meniča nielenže ľahko poškodí modul počas prevádzky, ale často aj exploduje počas procesu spúšťania! Personál, ktorý na mieste inštaloval tento typ meniča, sa bál a pomocou drevenej palice stlačil na diaľku tlačidlo štart na ovládacom paneli.
Modul s malou kapacitou musí byť sotva schopný prevádzky. Modul je preťažený a ochranný obvod sa stáva zbytočným (chránený vyznačeným výkonom meniča namiesto skutočnej hodnoty výkonu modulu). Je naozaj nenormálne, že modul často nevybuchuje.
Tento typ stroja sa zdá byť pri prvom uvedení na trh kvôli nízkej cene veľmi „horúci“, no výrobca nebude dlho čakať, kým skrachuje.
Tento tretí dôvod poškodenia modulu by nemal byť dôvodom. Dúfam, že v blízkej budúcnosti budú príčiny poškodenia modulu len prvé dva dôvody.
Domácim striedačom niekedy zrnko potkanieho trusu pokazí celý hrniec polievky. Mnoho invertorov je stále dobrých, nie horších ako zahraničné výrobky, majú vysokú kvalitu a nízku cenu.
