Què provoca un error de sobretensió en una unitat VFD? Com es pot prevenir que torni a succeir?

I. Causes of overvoltage faults in frequency converters

Sobretensió a la entrada d'energia

Fluctuació de la xarxa

La tensió de la xarxa pot fluctuar. Per exemple, durant el període de baixa càrrega de la xarxa, a causa de la reducció de la càrrega, la tensió de la xarxa pot augmentar. Si l'interval permès de tensió d'entrada del convertidor de freqüència és limitat, quan la tensió de la xarxa supera aquest interval, causarà un defecte de sobretensió al convertidor de freqüència. Generalment, la tensió de la xarxa pot fluctuar en un rang de ±10% - 15% de la tensió nominal. Si el rang de tolerància de tensió del convertidor de freqüència és relativament estret, és fàcil que s'activi un defecte de sobretensió.

Impuls de llamp

En dies de tempesta, un llamp podria impactar les línies d'energia properes. La sobretensió generada per aquest impacte es propagarà a través de la línia. Quan arribi a la porta d'entrada d'energia del convertidor de freqüència, farà que la tensió d'entrada del convertidor de freqüència augmenti bruscament en un instant, superant amb creus la seva tensió de funcionament normal, desencadenant així un defecte de sobretensió.

Retroalimentació d'energia regenerativa

Decel·leració ràpida o frenat del motor

Quan el motor decel·lera o frene ràpidament, el motor generarà energia elèctrica regenerativa. Per exemple, en alguns equips que requereixen arrancades i parades freqüents, com els ascensors i gruix, durant el procés de descens ràpid o parada del motor, a causa de la inèrcia, la velocitat del motor serà més alta que la velocitat síncrona corresponent a la freqüència de sortida del convertidor de freqüència. En aquest moment, el motor canviarà de l'estat elèctric a l'estat de generació d'energia. Si l'energia regenerativa generada no es pot absorir o consumir a temps pel convertidor de freqüència, farà que la tensió de la barra de CC del convertidor de freqüència augmenti, desencadenant un defecte de sobretensió.

Característiques de càrrega potencial de la càrrega

Per a algunes càrregues amb energia potencial, com el descens d'objectes pesants en gruix i el descens de cabines d'ascensor, l'energia potencial gravitacional de la càrrega es convertirà en energia elèctrica i es retroalimentarà al convertidor de freqüència durant el procés de descens. Si el convertidor de freqüència no té una unitat de frenat i resistència de frenat adequades per gestionar aquestes energies regeneratives, farà que la tensió de la barra de CC sigui massa alta i generi un defecte de sobretensió.

Defectes interns del convertidor de freqüència

Defecte del circuit de detecció de tensió

El circuit de detecció de tensió dins del convertidor de freqüència s'utilitza per monitorar les tensions d'entrada i de la barra de CC. Si aquest circuit falla, com ara si l'element de detecció està danat o hi ha una connexió deficint, pot causar un error en el valor de tensió detectat. Aquest senyal de tensió incorrecte pot fer que el convertidor de freqüència pugui pensar erròniament que la tensió és massa alta, desencadenant així una alarma de defecte de sobretensió, encara que la tensió real estigui dins del rang normal.

Defecte de l'unitat de frenat

L'unitat de frenat és un component important per gestionar l'energia regenerativa del motor. Si l'unitat de frenat falla, com ara si el IGBT (Transistor Bipolar d'Isolació de Porta) està danat o la resistència de frenat està oberta, quan el motor genera energia regenerativa, l'unitat de frenat no podrà funcionar normalment i no podrà consumir eficientment l'energia regenerativa, cosa que farà que la tensió de la barra de CC augmenti i desenceni un defecte de sobretensió.

II. Mesures per prevenir la recurrència de defectes de sobretensió en els convertidors de freqüència

Instal·lar reactors d'entrada i protectors contra sobretensions

Reactor d'entrada

Instal·lar un reactor d'entrada pot suprimir efectivament les fluctuacions de tensió de la xarxa i les harmoniques. Pots allisar la corrent d'entrada i reduir l'impacte de canvis bruscos de tensió de la xarxa sobre el convertidor de freqüència. Per exemple, en alguns entorns industrials amb una qualitat de xarxa deficient, instal·lant un reactor d'entrada adequat, es pot reduir el rang de fluctuació de la tensió de la xarxa i disminuir la taxa d'ocurrència de defectes de sobretensió en els convertidors de freqüència.

Protector contra sobretensions

Els protectors contra sobretensions poden desviar la tensió excessiva a terra quan hi ha un impacte de llamp o altres sobretensions, protegint el convertidor de freqüència dels danys causats per aquestes sobretensions. En àrees on hi ha freqüents impacts de llamps o en llocs amb requisits elevats de stabilitat de la xarxa, instal·lar protectors contra sobretensions és molt necessari. Poden limitar la sobretensió a un rang segur instantàniament i prevenir defectes de sobretensió en els convertidors de freqüència causats per impacts de llamps i altres raons.

Configurar de manera raonable les unitats de frenat i les resistències de frenat

Unitat de frenat

Segons la potència del motor, les característiques de la càrrega i la capacitat del convertidor de freqüència, selecciona i configura de manera raonable l'unitat de frenat. Per a equips amb frenades freqüents o càrregues amb energia potencial, assegura't que l'unitat de frenat tingui suficient capacitat de frenat per gestionar l'energia regenerativa generada pel motor a temps. Per exemple, en el sistema de control de gruix, s'ha de seleccionar l'unitat de frenat adequada en funció del pes de levantament i la velocitat de descens del gruix per a poder consumir eficientment l'energia regenerativa durant el descens d'objectes pesants.

Resistència de frenat

El valor de resistència i la potència de la resistència de frenat haurien de combinar-se amb l'unitat de frenat i el motor. Una resistència de frenat adequada pot convertir l'energia regenerativa del motor en calor i dissipar-la per evitar que l'energia regenerativa s'accumuli dins del convertidor de freqüència i faci augmentar la tensió de la barra de CC. En configurar la resistència de frenat, s'han de tenir en compte factors com la magnitud de l'energia regenerativa del motor i els paràmetres de control de l'unitat de frenat per assegurar-se que la resistència de frenat pugui consumir eficientment l'energia regenerativa i evitar defectes de sobretensió.

Mantenir i inspeccionar regularment els convertidors de freqüència

Inspecció dels circuits interns

Inspecciona regularment els circuits interns del convertidor de freqüència, inclosos components clau com els circuits de detecció de tensió i les unitats de frenat. Comprova si els elements de detecció estan normals i si les connexions de línia són fermes. Per exemple, utilitzant eines de detecció professionals, comprova si el sensor de tensió del circuit de detecció de tensió és precís. Si està danat, ha de ser reemplaçat a temps per assegurar la precisió de la detecció de tensió i prevenir defectes de sobretensió causats per errors de detecció.

Inspecció de la configuració de paràmetres

Comprova si la configuració de paràmetres del convertidor de freqüència és raonable. Per exemple, la configuració del llindar de protecció de sobretensió hauria de ser ajustada segons la capacitat real de suport de tensió i el context d'aplicació del convertidor de freqüència. Si el llindar de protecció de sobretensió està configurat massa baix, pot causar que el convertidor de freqüència emiti sovint falses alarmes; si està configurat massa alt, pot no protegir el convertidor de freqüència de veritables perills de sobretensió a temps. Alhora, també comprova els paràmetres relacionats amb el control de frenat i la regulació de tensió per assegurar-ne la correcció.