Что вызывает перенапряжение в частотном преобразователе? Как можно предотвратить повторное возникновение этой проблемы?

I. Причины перенапряжения в частотных преобразователях

Перенапряжение на входе питания

Флуктуации сети

Само напряжение сети может колебаться. Например, в периоды низкой нагрузки на сеть, из-за уменьшения нагрузки, напряжение сети может увеличиться. Если допустимый диапазон входного напряжения частотного преобразователя ограничен, то при превышении сетевым напряжением этого диапазона, это вызовет перенапряжение в частотном преобразователе. Обычно напряжение сети может колебаться в пределах ±10% - 15% от номинального напряжения. Если диапазон выдерживаемого напряжения частотного преобразователя относительно узкий, легко может быть спровоцировано перенапряжение.

Импульс молнии

В грозовую погоду молния может ударить в близлежащие линии электропередач. Возникающее при этом импульсное напряжение будет распространяться по линии. Когда оно попадает в вход питания частотного преобразователя, это вызывает резкое увеличение входного напряжения частотного преобразователя, значительно превышающее его нормальное рабочее напряжение, что приводит к перенапряжению.

Обратная энергия

Быстрое замедление или торможение двигателя

При быстром замедлении или торможении двигателя, двигатель будет генерировать обратную электроэнергию. Например, в некоторых устройствах, требующих частых запусков и остановок, таких как лифты и краны, во время быстрого спуска или остановки двигателя, из-за инерции, скорость двигателя будет выше синхронной скорости, соответствующей выходной частоте частотного преобразователя. В этот момент двигатель переходит из режима потребления энергии в режим генерации. Если обратная электроэнергия, генерируемая двигателем, не может быть своевременно поглощена или потреблена частотным преобразователем, это вызовет увеличение постоянного напряжения шины частотного преобразователя, что приведет к перенапряжению.

Потенциальные характеристики нагрузки

Для некоторых нагрузок с потенциальной энергией, таких как спуск тяжелых предметов на кранах и спуск кабины лифта, потенциальная энергия нагрузки будет преобразована в электроэнергию и возвращена в частотный преобразователь во время спуска. Если частотный преобразователь не имеет подходящего тормозного блока и тормозного резистора для обработки этой обратной энергии, это вызовет слишком высокое постоянное напряжение шины и приведет к перенапряжению.

Внутренние неисправности частотного преобразователя

Неисправность цепи обнаружения напряжения

Цепь обнаружения напряжения внутри частотного преобразователя используется для мониторинга входного и постоянного напряжения шины. Если эта цепь выходит из строя, например, повреждены элементы обнаружения или плохое соединение проводов, это может вызвать ошибку в значении обнаруженного напряжения. Этот неверный сигнал напряжения может заставить частотный преобразователь ошибочно думать, что напряжение слишком высокое, что приведет к срабатыванию сигнала тревоги о перенапряжении, даже если фактическое напряжение находится в пределах нормального диапазона.

Неисправность тормозного блока

Тормозной блок является важным компонентом для обработки обратной энергии двигателя. Если тормозной блок выходит из строя, например, поврежден IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) или обрыв тормозного резистора, когда двигатель генерирует обратную энергию, тормозной блок не может работать нормально и не может эффективно потреблять обратную энергию, что вызывает увеличение постоянного напряжения шины и приводит к перенапряжению.

II. Меры по предотвращению повторного возникновения перенапряжений в частотных преобразователях

Установка входных реакторов и устройств защиты от перенапряжений

Входной реактор

Установка входного реактора может эффективно подавлять флуктуации напряжения сети и гармоники. Он может сгладить входной ток и снизить влияние резких изменений сетевого напряжения на частотный преобразователь. Например, в некоторых промышленных условиях с плохим качеством сети, установка подходящего входного реактора может снизить диапазон флуктуаций сетевого напряжения и уменьшить вероятность перенапряжений в частотных преобразователях.

Устройство защиты от перенапряжений

Устройства защиты от перенапряжений могут отводить избыточное напряжение к земле при ударе молнии или других импульсных напряжениях, защищая частотный преобразователь от повреждений, вызванных импульсными напряжениями. В областях с частыми ударами молний или местах с высокими требованиями к стабильности сети, установка устройств защиты от перенапряжений очень необходима. Они могут ограничивать импульсное напряжение до безопасного уровня в мгновение ока и предотвращать перенапряжения в частотных преобразователях, вызванные ударами молний и другими причинами.

Рациональная конфигурация тормозных блоков и тормозных резисторов

Тормозной блок

С учетом мощности двигателя, характеристик нагрузки и емкости частотного преобразователя, рационально выбирать и конфигурировать тормозные блоки. Для оборудования с частыми торможениями или потенциальными нагрузками, необходимо обеспечить, чтобы тормозной блок имел достаточную тормозную способность для своевременной обработки обратной энергии, генерируемой двигателем. Например, в системе управления краном, следует выбрать подходящий тормозной блок в зависимости от массы подъема и скорости спуска крана, чтобы эффективно потреблять обратную энергию во время спуска тяжелых предметов.

Тормозной резистор

Значение сопротивления и мощности тормозного резистора должны соответствовать тормозному блоку и двигателю. Подходящий тормозной резистор может преобразовывать обратную энергию двигателя в тепловую энергию и рассеивать ее, чтобы предотвратить накопление обратной энергии внутри частотного преобразователя и повышение постоянного напряжения шины. При конфигурации тормозного резистора следует учитывать такие факторы, как величина обратной энергии двигателя и параметры управления тормозного блока, чтобы обеспечить, что тормозной резистор может эффективно потреблять обратную энергию и предотвратить перенапряжение.

Регулярное обслуживание и проверка частотных преобразователей

Проверка внутренних цепей

Регулярно проверять внутренние цепи частотного преобразователя, включая ключевые компоненты, такие как цепи обнаружения напряжения и тормозные блоки. Проверить, находятся ли элементы обнаружения в норме и надежны ли соединения проводов. Например, с помощью профессиональных средств обнаружения, проверить, точен ли датчик напряжения в цепи обнаружения напряжения. Если он поврежден, его следует своевременно заменить, чтобы обеспечить точность обнаружения напряжения и предотвратить перенапряжения, вызванные ошибками обнаружения.

Проверка настроек параметров

Проверить, являются ли настройки параметров частотного преобразователя разумными. Например, порог защиты от перенапряжения следует корректировать в соответствии с фактической выдерживаемой напряженностью и сценарием применения частотного преобразователя. Если порог защиты от перенапряжения установлен слишком низко, это может вызвать частые ложные срабатывания частотного преобразователя; если он установлен слишком высоко, он может не защитить частотный преобразователь от реальных опасностей перенапряжения вовремя. Одновременно также следует проверить параметры, связанные с управлением торможением и регулированием напряжения, чтобы убедиться в их правильности.