Cosa causa un guasto di sovratensione in un'inverter a frequenza variabile? Come può essere prevenuto per evitare che si ripeta?

I. Cause di guasti di sovratensione nei convertitori di frequenza

Sovratensione all'ingresso di alimentazione

Fluttuazioni della rete

La tensione della rete stessa può fluttuare. Ad esempio, durante il periodo di basso carico della rete, a causa della riduzione del carico, la tensione della rete può aumentare. Se l'intervallo di tensione d'ingresso ammissibile del convertitore di frequenza è limitato, quando la tensione della rete supera questo intervallo, causerà un guasto di sovratensione nel convertitore di frequenza. In genere, la tensione della rete può fluttuare nell'intervallo di ±10% - 15% della tensione nominale. Se la gamma di tolleranza alla tensione del convertitore di frequenza è relativamente stretta, è facile che si verifichi un guasto di sovratensione.

Impulso di fulmine

In condizioni temporalesche, un fulmine potrebbe colpire le linee elettriche nelle vicinanze. La tensione impulso generata da tale colpo di fulmine si propagherà lungo la linea. Quando entra nella porta di ingresso di alimentazione del convertitore di frequenza, causerà un aumento repentino della tensione d'ingresso del convertitore di frequenza, superando notevolmente la sua tensione di funzionamento normale, scatenando così un guasto di sovratensione.

Retroalimentazione di energia rigenerativa

Decelerazione o frenatura rapida del motore

Quando il motore decelera o frena rapidamente, il motore genera energia elettrica rigenerativa. Ad esempio, in alcune attrezzature che richiedono avviamenti e fermate frequenti, come ascensori e gru, durante il processo di discesa rapida o di arresto del motore, a causa dell'inerzia, la velocità del motore sarà superiore alla velocità sincrona corrispondente alla frequenza di uscita del convertitore di frequenza. In questo caso, il motore passerà dallo stato elettrico allo stato di generazione. Se l'energia rigenerativa generata non può essere assorbita o consumata in tempo dal convertitore di frequenza, causerà un aumento della tensione della linea continua del convertitore di frequenza, scatenando un guasto di sovratensione.

Caratteristiche del carico con potenziale energetico

Per alcuni carichi dotati di energia potenziale, come la discesa di oggetti pesanti su gru e la discesa delle cabine degli ascensori, l'energia potenziale gravitazionale del carico verrà convertita in energia elettrica e retroceduta al convertitore di frequenza durante il processo di discesa. Se il convertitore di frequenza non dispone di un'unità di frenatura e resistenza di frenatura adeguata per gestire queste energie rigenerative, causerà un'eccessiva tensione della linea continua e genererà un guasto di sovratensione.

Guasti interni del convertitore di frequenza

Guasto del circuito di rilevamento della tensione

Il circuito di rilevamento della tensione all'interno del convertitore di frequenza viene utilizzato per monitorare la tensione d'ingresso e quella della linea continua. Se questo circuito si guasta, ad esempio, a causa di danni agli elementi di rilevamento o di cattive connessioni dei cavi, potrebbe causare un errore nel valore di tensione rilevato. Questo segnale di tensione errato potrebbe far sì che il convertitore di frequenza pensi erroneamente che la tensione sia troppo alta, scatenando un allarme di guasto di sovratensione, anche se la tensione effettiva è all'interno della gamma normale.

Guasto dell'unità di frenatura

L'unità di frenatura è un componente importante per la gestione dell'energia rigenerativa del motore. Se l'unità di frenatura si guasta, ad esempio, a causa di danni al transistor bipolare a gate isolato (IGBT) o all'apertura della resistenza di frenatura, quando il motore genera energia rigenerativa, l'unità di frenatura non potrà funzionare normalmente e non potrà consumare efficacemente l'energia rigenerativa, causando un aumento della tensione della linea continua e scatenando un guasto di sovratensione.

II. Misure per prevenire la ricorrenza di guasti di sovratensione nei convertitori di frequenza

Installare reattori di ingresso e protettori contro gli impulsi

Reattore di ingresso

L'installazione di un reattore di ingresso può sopprimere efficacemente le fluttuazioni e le armoniche della tensione della rete. Può smussare la corrente d'ingresso e ridurre l'impatto dei cambiamenti improvvisi della tensione della rete sul convertitore di frequenza. Ad esempio, in alcuni ambienti industriali con una qualità della rete povera, installando un reattore di ingresso adeguato, si può ridurre l'intervallo di fluttuazione della tensione della rete e diminuire la frequenza di guasti di sovratensione nei convertitori di frequenza.

Protettore contro gli impulsi

I protettori contro gli impulsi possono deviare la tensione eccessiva verso terra in caso di colpi di fulmine o altre tensioni impulso, proteggendo il convertitore di frequenza dai danni causati dalle tensioni impulso. In aree con colpi di fulmine frequenti o luoghi con requisiti elevati di stabilità della rete, l'installazione di protettori contro gli impulsi è molto necessaria. Possono limitare la tensione impulso a un intervallo sicuro istantaneamente e prevenire i guasti di sovratensione nei convertitori di frequenza causati da colpi di fulmine e altri motivi.

Configurare in modo ragionevole le unità di frenatura e le resistenze di frenatura

Unità di frenatura

In base alla potenza del motore, alle caratteristiche del carico e alla capacità del convertitore di frequenza, selezionare e configurare in modo ragionevole l'unità di frenatura. Per attrezzature con frenature frequenti o carichi con potenziale, assicurarsi che l'unità di frenatura abbia una capacità di frenatura sufficiente per gestire in tempo l'energia rigenerativa generata dal motore. Ad esempio, nel sistema di controllo delle gru, l'unità di frenatura appropriata dovrebbe essere selezionata in base al peso sollevato e alla velocità di discesa della gru per consumare efficacemente l'energia rigenerativa durante la discesa di oggetti pesanti.

Resistenza di frenatura

Il valore di resistenza e la potenza della resistenza di frenatura dovrebbero corrispondere all'unità di frenatura e al motore. Una resistenza di frenatura adeguata può convertire l'energia rigenerativa del motore in energia termica e dissiparla per impedire che l'energia rigenerativa si accumuli all'interno del convertitore di frequenza e causi un aumento della tensione della linea continua. Nella configurazione della resistenza di frenatura, vanno considerati fattori come l'entità dell'energia rigenerativa del motore e i parametri di controllo dell'unità di frenatura per garantire che la resistenza di frenatura possa consumare efficacemente l'energia rigenerativa e prevenire i guasti di sovratensione.

Manutenzione e ispezione regolare dei convertitori di frequenza

Ispezione del circuito interno

Eseguire regolarmente l'ispezione dei circuiti interni del convertitore di frequenza, inclusi componenti chiave come i circuiti di rilevamento della tensione e le unità di frenatura. Verificare se gli elementi di rilevamento sono normali e se le connessioni dei cavi sono salde. Ad esempio, utilizzando strumenti di rilevazione professionali, controllare se il sensore di tensione nel circuito di rilevamento della tensione è accurato. Se risulta danneggiato, deve essere sostituito tempestivamente per garantire l'accuratezza del rilevamento della tensione e prevenire i guasti di sovratensione causati da errori di rilevamento.

Ispezione delle impostazioni dei parametri

Verificare se le impostazioni dei parametri del convertitore di frequenza sono ragionevoli. Ad esempio, la soglia di protezione contro la sovratensione dovrebbe essere regolata in base alla capacità effettiva di tolleranza alla tensione e allo scenario di applicazione del convertitore di frequenza. Se la soglia di protezione contro la sovratensione è impostata troppo bassa, potrebbe causare falsi allarmi frequenti del convertitore di frequenza; se è impostata troppo alta, potrebbe non riuscire a proteggere il convertitore di frequenza da reali pericoli di sovratensione in tempo. Contemporaneamente, verificare anche i parametri relativi al controllo del freno e alla regolazione della tensione per garantirne la correttezza.