VFDユニットで過電圧障害が発生する原因は何ですか？どのようにして再発を防ぐことができますか。

I. 変頻器の過電圧障害の原因

電力入力での過電圧

電力網の変動

電力網自体が変動する可能性があります。たとえば、電力網の低負荷期間中、負荷が減少すると電力網の電圧が上昇することがあります。変頻器の入力電圧許容範囲が制限されている場合、電力網の電圧がこの範囲を超えると、変頻器に過電圧障害が発生します。一般的に、電力網の電圧は定格電圧の±10% - 15%の範囲内で変動する可能性があります。変頻器の耐電圧範囲が比較的狭い場合、過電圧障害を引き起こしやすいです。

雷による衝撃

雷雨の天候では、近くの電線に雷が落ちることがあります。この雷によって生成された突入電圧は、配線に沿って伝播します。これが変頻器の電力入力ポートに入ると、一瞬で変頻器の入力電圧が急激に上昇し、正常な動作電圧を大幅に超え、過電圧障害を引き起こします。

回生エネルギーのフィードバック

モーターの急速な減速またはブレーキング

モーターが急速に減速またはブレーキングすると、モーターは回生電力を生成します。たとえば、エレベーターやクレーンなど、頻繁に起動と停止が必要な設備では、モーターの急速な下降や停止過程において、慣性によりモーターの速度が変頻器の出力周波数に対応する同期速度よりも高くなります。このとき、モーターは電動状態から発電状態に変わります。生成された回生電力を変頻器が適時に吸収または消費できない場合、変頻器の直流バス電圧が上昇し、過電圧障害を引き起こします。

負荷の潜在的な特性

重物の下降やエレベーター車両の下降などのポテンシャルエネルギーを持つ負荷の場合、下降過程で負荷の重力ポテンシャルエネルギーが電気エネルギーに変換され、変頻器にフィードバックされます。変頻器が適切なブレーキユニットとブレーキ抵抗を持っていない場合、これらの回生エネルギーを処理できず、直流バス電圧が高くなり、過電圧障害が発生します。

変頻器の内部障害

電圧検出回路の障害

変頻器内の電圧検出回路は、入力および直流バス電圧を監視するために使用されます。この回路に障害が発生した場合、たとえば検出要素の損傷や配線接続不良など、検出された電圧値に誤差が生じることがあります。この誤った電圧信号により、変頻器は誤って電圧が高いと判断し、実際の電圧が正常範囲内であっても過電圧障害アラームを発生させます。

ブレーキユニットの障害

ブレーキユニットは、モーターの回生エネルギーを処理する重要な部品です。ブレーキユニットに障害が発生した場合、たとえばIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）の損傷やブレーキ抵抗の開路など、モーターが回生エネルギーを生成しても、ブレーキユニットが正常に動作せず、回生エネルギーを効果的に消費できないため、直流バス電圧が上昇し、過電圧障害が発生します。

II. 変頻器の過電圧障害の再発防止策

入力リアクトルとサージプロテクターの設置

入力リアクトル

入力リアクトルを設置することで、電力網の電圧変動やハーモニックスを効果的に抑制することができます。入力電流を平滑化し、電力網の電圧の突然の変動が変頻器に与える影響を軽減します。たとえば、電力網の品質が悪い一部の工業環境では、適切な入力リアクトルを設置することで、電力網の電圧変動範囲を減らし、変頻器の過電圧障害の発生率を低下させることができます。

サージプロテクター

サージプロテクターは、雷による打撃やその他の突入電圧が発生したときに過剰な電圧を接地にバイパスし、変頻器を突入電圧による損傷から保護します。雷の多い地域や電力網の安定性に高い要求がある場所では、サージプロテクターの設置は非常に重要です。瞬時に突入電圧を安全な範囲に制限し、雷による打撃やその他の理由による変頻器の過電圧障害を防ぎます。

ブレーキユニットとブレーキ抵抗の適切な設定

ブレーキユニット

モーターのパワー、負荷特性、変頻器の容量に応じて、ブレーキユニットを選択して適切に設定します。頻繁にブレーキングが必要な設備やポテンシャルエネルギーを持つ負荷の場合、ブレーキユニットが十分なブレーキ能力を持ち、モーターが生成する回生エネルギーを適時処理できるようにします。たとえば、クレーン制御システムでは、クレーンの吊り上げ重量と下降速度に応じて適切なブレーキユニットを選択し、重物の下降中に生成される回生エネルギーを効果的に消費します。

ブレーキ抵抗

ブレーキ抵抗の抵抗値と電力は、ブレーキユニットとモーターに合わせて設定する必要があります。適切なブレーキ抵抗は、モーターの回生エネルギーを熱エネルギーに変換し、放出することで、変頻器内で回生エネルギーが蓄積し、直流バス電圧が上昇することを防ぎます。ブレーキ抵抗の設定には、モーターの回生エネルギーの大きさやブレーキユニットの制御パラメータなどを考慮し、ブレーキ抵抗が回生エネルギーを効果的に消費し、過電圧障害を避けることができるよう設定します。

定期的なメンテナンスと点検

内部回路の点検

変頻器の内部回路を定期的に点検します。これには、電圧検出回路やブレーキユニットなどの主要部品が含まれます。検出要素が正常であるか、配線接続が堅牢であるかを確認します。たとえば、専門的な検出ツールを使用して、電圧検出回路の電圧センサーが正確かどうかをチェックします。損傷している場合は、すぐに交換して電圧検出の正確性を確保し、検出誤差による過電圧障害を防ぎます。

パラメータ設定の点検

変頻器のパラメータ設定が適切かどうかを確認します。たとえば、過電圧保護閾値の設定は、変頻器の実際の耐電圧能力和適用シナリオに応じて調整する必要があります。過電圧保護閾値が設定されすぎると、変頻器が頻繁に誤報を発生させる可能性があります。一方、設定が高すぎると、変頻器が実際の過電圧危険から適時に保護できない可能性があります。同時に、ブレーキ制御や電圧調整に関連するパラメータも確認し、その正確性を確保します。