Co powoduje przepięcie w zasilaczu częstotliwości? Jak można zapobiec jego ponownemu wystąpieniu?

I. Przyczyny awarii nadnaprężeń w przekształtnikach częstotliwości

Nadnapięcie na wejściu zasilania

Fluktuacje sieci

Same napięcie sieci może ulec fluktuacjom. Na przykład, podczas okresów małego obciążenia sieci, ze względu na zmniejszenie obciążenia, napięcie sieciowe może wzrosnąć. Jeśli dopuszczalny zakres napięcia wejściowego przekształtnika częstotliwości jest ograniczony, gdy napięcie sieciowe przekroczy ten zakres, spowoduje to awarię nadnapięcia w przekształtniku częstotliwości. Zazwyczaj napięcie sieciowe może fluktuować w zakresie ±10% - 15% napięcia znamionowego. Jeśli zakres wytrzymałości napięciowej przekształtnika częstotliwości jest stosunkowo wąski, łatwo jest wywołać awarię nadnapięcia.

Impuls piorunowy

W czasie burzy, piorun może uderzyć w pobliskie linie energetyczne. Wygenerowane przez ten piorun impulsy napięcia będą się rozprzestrzeniać wzdłuż linii. Gdy wejdą do portu wejściowego zasilania przekształtnika częstotliwości, powodują one nagłe i znaczne zwiększenie napięcia wejściowego przekształtnika, daleko przekraczając jego normalne napięcie pracy, co prowadzi do wywołania awarii nadnapięcia.

Odbiór energii regeneracyjnej

Szybkie zwalnianie lub hamowanie silnika

Gdy silnik szybko zwalnia lub hamuje, generuje on energię elektryczną regeneracyjną. Na przykład, w niektórych urządzeniach wymagających częstych startów i stopów, takich jak windy i dźwigi, podczas szybkiego opadania lub zatrzymywania silnika, ze względu na bezwładność, prędkość silnika będzie wyższa niż prędkość synchroniczna odpowiadająca częstotliwości wyjściowej przekształtnika częstotliwości. W tym momencie silnik zmienia się ze stanu elektrycznego w stan generujący. Jeśli wygenerowana energia regeneracyjna nie może być wchłaniana lub zużywana przez przekształtnik częstotliwości w odpowiednim czasie, powoduje to wzrost napięcia szyny DC przekształtnika, co prowadzi do wywołania awarii nadnapięcia.

Potencjalne charakterystyki obciążenia

Dla niektórych obciążeń o potencjalnej energii, takich jak opadanie ciężkich obiektów na dźwigach i opadanie kabiny windy, energia potencjalna grawitacyjna obciążenia zostaje przekształcona w energię elektryczną i odbita do przekształtnika częstotliwości podczas procesu opadania. Jeśli przekształtnik częstotliwości nie posiada odpowiedniej jednostki hamulcowej i opornika hamulcowego do obsługi tych energii regeneracyjnych, powoduje to, że napięcie szyny DC jest zbyt wysokie, co prowadzi do wywołania awarii nadnapięcia.

Wewnętrzne uszkodzenia przekształtnika częstotliwości

Awaria obwodu detekcji napięcia

Obwód detekcji napięcia wewnątrz przekształtnika częstotliwości służy do monitorowania napięć wejściowych i szyny DC. Jeśli ten obwód ulegnie uszkodzeniu, na przykład z powodu uszkodzenia elementu detekcyjnego lub złego połączenia linii, może to spowodować błąd w wartości wykrytego napięcia. Ten niepoprawny sygnał napięcia może spowodować, że przekształtnik częstotliwości błędnie uzna, że napięcie jest zbyt wysokie, co prowadzi do wywołania alarmu awarii nadnapięcia, nawet jeśli rzeczywiste napięcie jest w normalnym zakresie.

Awaria jednostki hamulcowej

Jednostka hamulcowa jest ważnym elementem do obsługi energii regeneracyjnej silnika. Jeśli jednostka hamulcowa ulegnie uszkodzeniu, na przykład z powodu uszkodzenia IGBT (Tranzystor Bipolarny z Izolowaną Bramką) lub otwartego obwodu opornika hamulcowego, kiedy silnik generuje energię regeneracyjną, jednostka hamulcowa nie będzie działać prawidłowo i nie będzie w stanie skutecznie zużywać energii regeneracyjnej, co powoduje wzrost napięcia szyny DC i wywołuje awarię nadnapięcia.

II. Zakroki zapobiegające ponownemu wystąpieniu awarii nadnapięcia w przekształtnikach częstotliwości

Zainstaluj reaktory wejściowe i ochronę przed impulsem

Reaktor wejściowy

Instalacja reaktora wejściowego może efektywnie tłumić fluktuacje napięcia sieci i harmoniki w sieci. Może on wygładzać prąd wejściowy i zmniejszać wpływ nagłych zmian napięcia sieci na przekształtnik częstotliwości. Na przykład, w niektórych środowiskach przemysłowych o niskiej jakości sieci, poprzez instalację odpowiedniego reaktora wejściowego, można zmniejszyć zakres fluktuacji napięcia sieci i zmniejszyć częstość występowania awarii nadnapięcia w przekształtnikach częstotliwości.

Ochrona przed impulsem

Ochrona przed impulsem może odprowadzać nadmierne napięcie do ziemi, gdy następuje uderzenie pioruna lub inne impulsy napięcia, chroniąc przekształtnik częstotliwości przed uszkodzeniami spowodowanymi impulsami napięcia. W obszarach o częstym występowaniu piorunów lub miejscach o wysokich wymaganiach stabilności sieci, instalacja ochrony przed impulsem jest bardzo niezbędna. Może ona natychmiast ograniczyć impuls napięcia do bezpiecznego zakresu i zapobiegać awariom nadnapięcia w przekształtniku częstotliwości spowodowanym uderzeniami piorunów i innymi przyczynami.

Rozsądna konfiguracja jednostek hamulcowych i oporników hamulcowych

Jednostka hamulcowa

Na podstawie mocy silnika, charakterystyk obciążenia i pojemności przekształtnika częstotliwości, należy odpowiednio wybrać i skonfigurować jednostkę hamulcową. Dla urządzeń z częstym hamowaniem lub obciążeniami potencjalnymi, należy zapewnić, aby jednostka hamulcowa miała wystarczającą moc hamulcową, aby w odpowiednim czasie obsługiwać energię regeneracyjną generowaną przez silnik. Na przykład, w systemie sterowania dźwigiem, należy wybrać odpowiednią jednostkę hamulcową w zależności od masy podnoszonej i prędkości opadania dźwigu, aby efektywnie zużywać energię regeneracyjną podczas opadania ciężkich obiektów.

Opornik hamulcowy

Wartość oporu i moc opornika hamulcowego powinny pasować do jednostki hamulcowej i silnika. Odpowiedni opornik hamulcowy może przekształcać energię regeneracyjną silnika w ciepło i go rozpowszechniać, aby zapobiec gromadzeniu się energii regeneracyjnej wewnątrz przekształtnika częstotliwości, co powoduje wzrost napięcia szyny DC. Podczas konfiguracji opornika hamulcowego należy uwzględnić czynniki, takie jak wielkość energii regeneracyjnej silnika i parametry sterowania jednostki hamulcowej, aby zapewnić, że opornik hamulcowy może efektywnie zużywać energię regeneracyjną i unikać awarii nadnapięcia.

Regularne konserwacja i inspekcja przekształtników częstotliwości

Inspekcja obwodów wewnętrznych

Regularnie inspekcjonuj obwody wewnętrzne przekształtnika częstotliwości, w tym kluczowe komponenty, takie jak obwody detekcji napięcia i jednostki hamulcowe. Sprawdź, czy elementy detekcyjne są w porządku i czy połączenia linii są solidne. Na przykład, używając profesjonalnych narzędzi do pomiarów, sprawdź, czy czujnik napięcia w obwodzie detekcji napięcia jest dokładny. Jeśli jest uszkodzony, należy go natychmiast zastąpić, aby zapewnić dokładność detekcji napięcia i zapobiegać awariom nadnapięcia spowodowanym błędami detekcji.

Inspekcja ustawień parametrów

Sprawdź, czy ustawienia parametrów przekształtnika częstotliwości są rozsądne. Na przykład, próg ochrony przed nadnapięciem powinien być dostosowany do rzeczywistej wytrzymałości napięciowej i scenariusza zastosowania przekształtnika częstotliwości. Jeśli próg ochrony przed nadnapięciem jest ustawiony zbyt nisko, może to powodować, że przekształtnik częstotliwości regularnie wywołuje fałszywe alarmy; jeśli jest ustawiony zbyt wysoko, może to nie chronić przekształtnika częstotliwości przed rzeczywistymi zagrożeniami nadnapięcia w odpowiednim czasie. W tym samym czasie należy również sprawdzić parametry związane z sterowaniem hamulcem i regulacją napięcia, aby zapewnić ich poprawność.