Que causa un fallo de sobre tensión nunha unidade VFD Como pode evitarse que volva a ocorrer

I. Causas de fallos por sobretensión en los conversores de frecuencia

Sobretensión na entrada de enerxía

Fluctuacións da rede

A propia tensión da rede pode fluctuar. Por exemplo, durante o período de baixa carga da rede, debido á redución da carga, a tensión da rede pode aumentar. Se o rango permitido de tensión de entrada do conversor de frecuencia é limitado, cando a tensión da rede excede este rango, provocará un fallo por sobretensión no conversor de frecuencia. Xeralmente, a tensión da rede pode fluctuar dentro dun rango de ±10% - 15% da tensión nominal. Se o rango de tolerancia de tensión do conversor de frecuencia é relativamente estreito, é fácil activar un fallo por sobretensión.

Impulso de raio

En días de tormenta, os raios poden impactar nas liñas eléctricas próximas. A sobretensión xerada por este impacto propagarase ao longo da liña. Cando entre na porta de entrada de enerxía do conversor de frecuencia, fará que a tensión de entrada do conversor de frecuencia aumente bruscamente nun instante, superando con creces a súa tensión de funcionamento normal, activando así un fallo por sobretensión.

Retroalimentación de enerxía regenerativa

Frenado rápido ou desaceleración do motor

Cando o motor se frena ou desacelera rapidamente, xerará enerxía eléctrica regenerativa. Por exemplo, en algunha maquinaria que require arranque e parada frecuentes, como ascensores e grúas, durante o proceso de descenso rápido ou parada do motor, debido á inercia, a velocidade do motor será superior á velocidade síncrona correspondente á frecuencia de saída do conversor de frecuencia. Nese momento, o motor cambiará do estado motriz ao estado xerador. Se a enerxía regenerativa xerada non puido ser absorbida ou consumida a tempo polo conversor de frecuencia, causará que a tensión da barra de corrente continua (DC) do conversor de frecuencia aumente, activando un fallo por sobretensión.

Características de cargas con potencial energético

Para algúns cargas con potencial energético, como o descenso de obxectos pesados en grúas e o descenso de cabinas de ascensor, a enerxía potencial gravitatoria da carga converterase en enerxía eléctrica e retroalimentaría ao conversor de frecuencia durante o proceso de descenso. Se o conversor de frecuencia non ten unha unidade de frenado adecuada e resistencia de frenado para manexar estas enerxías regenerativas, causará que a tensión da barra de corrente continua (DC) sexa demasiado alta e xerará un fallo por sobretensión.

Fallos internos do conversor de frecuencia

Fallos na circuito de detección de tensión

O circuito de detección de tensión dentro do conversor de frecuencia úsase para monitorizar as tensións de entrada e da barra de corrente continua (DC). Se este circuito falla, como o deterioro do elemento de detección ou a mala conexión da liña, pode causar un erro no valor detectado de tensión. Esta señal de tensión incorrecta pode facer que o conversor de frecuencia pense erróneamente que a tensión está demasiado alta, activando así unha alarma de fallo por sobretensión, mesmo que a tensión real estea dentro do rango normal.

Fallos na unidade de frenado

A unidade de frenado é un compoñente importante para manexar a enerxía regenerativa do motor. Se a unidade de frenado falla, como o deterioro do IGBT (Transistor Bipolar de Porta Aislada) ou a apertura do circuito da resistencia de frenado, cando o motor xera enerxía regenerativa, a unidade de frenado non poderá funcionar correctamente e non poderá consumir eficazmente a enerxía regenerativa, o que causará que a tensión da barra de corrente continua (DC) aumente e active un fallo por sobretensión.

II. Medidas para prevenir a recurrencia de fallos por sobretensión nos conversores de frecuencia

Instalar reactores de entrada e protexores contra sobretensiones

Reactor de entrada

A instalación dun reactor de entrada pode suprimir eficazmente as fluctuacións e harmónicos da tensión da rede. Pode suavizar a corrente de entrada e reducir o impacto das cambios bruscos na tensión da rede sobre o conversor de frecuencia. Por exemplo, en algúns entornos industriais con mala calidade da rede, mediante a instalación dun reactor de entrada adecuado, pódese reducir o rango de fluctuación da tensión da rede e diminuir a taxa de ocorrencia de fallos por sobretensión nos conversores de frecuencia.

Protector contra sobretensiones

Os protectores contra sobretensiones poden derivar a tensión excesiva ao terra cando ocorren raios ou outras sobretensiones, protexendo o conversor de frecuencia dos danos causados polas sobretensiones. En zonas con frecuentes raios ou lugares con altos requisitos de estabilidade da rede, a instalación de protectores contra sobretensiones é moi necesaria. Pode limitar a sobretensión a un rango seguro instantaneamente e evitar fallos por sobretensión no conversor de frecuencia causados por raios e outras razóns.

Configurar adequadamente as unidades de frenado e as resistencias de frenado

Unidade de frenado

Segundo a potencia do motor, as características da carga e a capacidade do conversor de frecuencia, seleccionar e configurar adecuadamente a unidade de frenado. Para equipos con frenado frecuente ou cargas con potencial, asegurar que a unidade de frenado teña suficiente capacidade de frenado para manexar a enerxía regenerativa xerada polo motor a tempo. Por exemplo, no sistema de control de grúas, debe seleccionarse a unidade de frenado adecuada segundo o peso de elevación e a velocidade de descenso da grúa para consumir eficazmente a enerxía regenerativa durante o descenso de obxectos pesados.

Resistencia de frenado

O valor da resistencia e a potencia da resistencia de frenado deben coincidir coa unidade de frenado e o motor. Unha resistencia de frenado adecuada pode converter a enerxía regenerativa do motor en enerxía térmica e dissipala para evitar que a enerxía regenerativa se acumule dentro do conversor de frecuencia e cause un aumento da tensión da barra de corrente continua (DC). Ao configurar a resistencia de frenado, deben considerarse factores como a magnitude da enerxía regenerativa do motor e os parámetros de control da unidade de frenado para asegurar que a resistencia de frenado poida consumir eficazmente a enerxía regenerativa e evitar fallos por sobretensión.

Mantenemento e inspección regular dos conversores de frecuencia

Inspección do circuito interno

Inspeccionar regularmente os circuitos internos do conversor de frecuencia, incluíndo compoñentes clave como os circuitos de detección de tensión e as unidades de frenado. Verificar se os elementos de detección están normais e se as conexións de liña son sólidas. Por exemplo, utilizando ferramentas de detección profesionais, comprobar se o sensor de tensión no circuito de detección de tensión é exacto. Se está deteriorado, debe substituírse a tempo para asegurar a precisión da detección de tensión e evitar fallos por sobretensión causados por erros de detección.

Inspección da configuración de parámetros

Comprobar se a configuración dos parámetros do conversor de frecuencia é razonable. Por exemplo, a configuración do límite de protección contra sobretensión debe axustarse segundo a capacidade real de soportar a tensión e o escenario de aplicación do conversor de frecuencia. Se o límite de protección contra sobretensión está configurado demasiado baixo, pode causar que o conversor de frecuencia dea falsas alarmas con frecuencia; se está configurado demasiado alto, pode non poder protexer o conversor de frecuencia de perigos reais de sobretensión a tempo. Ao mesmo tempo, tamén deben comprobarse parámetros relacionados co control de frenado e a regulación de tensión para asegurar a súa corrección.