อะไรเป็นสาเหตุของปัญหาแรงดันเกินในหน่วย VFD สามารถป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นอีกได้อย่างไร

I. สาเหตุของปัญหาแรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์ความถี่

แรงดันเกินที่เข้ามาทางไฟฟ้า

การผันผวนของระบบไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าของระบบอาจผันผวนได้ เช่น ในช่วงเวลาที่โหลดน้อยลง เนื่องจากโหลดลดลง แรงดันไฟฟ้าของระบบอาจเพิ่มขึ้น หากช่วงแรงดันไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์รับได้นั้นมีจำกัด เมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบสูงเกินกว่าช่วงที่กำหนด จะทำให้เกิดปัญหาแรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์ โดยทั่วไปแล้ว แรงดันไฟฟ้าของระบบอาจผันผวนอยู่ในช่วง ±10% - 15% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ถ้าช่วงแรงดันที่อินเวอร์เตอร์ทนทานได้มีขนาดแคบ ก็จะทำให้เกิดปัญหาแรงดันเกินได้ง่าย

แรงดันไฟฟ้าจากการกระแทกของฟ้าผ่า

ในสภาพอากาศที่มีฟ้าผ่า ฟ้าผ่าอาจกระทบสายไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียง แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการกระแทกของฟ้าผ่านี้จะแพร่กระจายตามสายไฟ เมื่อมันเข้าสู่พอร์ตไฟฟ้าที่เข้ามาของอินเวอร์เตอร์ แรงดันไฟฟ้าที่เข้ามาของอินเวอร์เตอร์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในทันที ซึ่งสูงเกินกว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานปกติ ทำให้เกิดปัญหาแรงดันเกิน

พลังงานทดแทนที่สะท้อนกลับ

การชะลอหรือเบรกมอเตอร์อย่างรวดเร็ว

เมื่อมอเตอร์ชะลอหรือเบรกอย่างรวดเร็ว มอเตอร์จะสร้างพลังงานไฟฟ้าทดแทน ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์ที่ต้องการเปิดและปิดบ่อยๆ เช่น ลิฟต์และเครน ระหว่างกระบวนการลดระดับหรือหยุดอย่างรวดเร็วของมอเตอร์ เนื่องจากแรงเฉื่อย ความเร็วของมอเตอร์จะสูงกว่าความเร็วซิงโครนัสที่สอดคล้องกับความถี่ที่ออกโดยอินเวอร์เตอร์ ในตอนนี้ มอเตอร์จะเปลี่ยนจากสถานะใช้ไฟฟ้าเป็นสถานะผลิตไฟฟ้า ถ้าพลังงานทดแทนที่สร้างขึ้นไม่สามารถถูกดูดซับหรือบริโภคโดยอินเวอร์เตอร์ได้ทันท่วงที จะทำให้แรงดันไฟฟ้าในบัส DC ของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้น และทำให้เกิดปัญหาแรงดันเกิน

ลักษณะโหลดที่มีพลังงานศักยภาพ

สำหรับโหลดบางประเภทที่มีพลังงานศักยภาพ เช่น การลดระดับของวัตถุหนักบนเครนและการลดระดับของห้องลิฟต์ พลังงานศักยภาพของโหลดจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและสะท้อนกลับไปยังอินเวอร์เตอร์ระหว่างกระบวนการลดระดับ ถ้าอินเวอร์เตอร์ไม่มีวงจรเบรกและตัวต้านทานเบรกที่เหมาะสมในการจัดการกับพลังงานทดแทนเหล่านี้ จะทำให้แรงดันไฟฟ้าในบัส DC สูงเกินไป และทำให้เกิดปัญหาแรงดันเกิน

ปัญหาภายในของอินเวอร์เตอร์

ปัญหาวงจรตรวจจับแรงดัน

วงจรตรวจจับแรงดันภายในอินเวอร์เตอร์ใช้เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่เข้ามาและแรงดันในบัส DC ถ้าวงจรนี้เสียหาย เช่น อุปกรณ์ตรวจจับเสียหายหรือการเชื่อมต่อสายไม่ดี อาจทำให้ค่าแรงดันที่ตรวจจับได้ผิดพลาด ค่าแรงดันที่ผิดพลาดนี้อาจทำให้อินเวอร์เตอร์เข้าใจผิดว่าแรงดันสูงเกินไป ทำให้เกิดการแจ้งเตือนปัญหาแรงดันเกิน แม้ว่าแรงดันจริงจะอยู่ในช่วงปกติ

ปัญหาวงจรเบรก

วงจรเบรกเป็นส่วนสำคัญในการจัดการพลังงานทดแทนของมอเตอร์ ถ้าวงจรเบรกเสียหาย เช่น IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ชำรุดหรือตัวต้านทานเบรกขาด เมื่อมอเตอร์สร้างพลังงานทดแทน วงจรเบรกจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติและไม่สามารถบริโภคพลังงานทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าในบัส DC เพิ่มขึ้นและทำให้เกิดปัญหาแรงดันเกิน

II. มาตรการป้องกันปัญหาแรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์จากการเกิดซ้ำ

ติดตั้งรีแอคเตอร์และตัวป้องกันแรงดันเกิน

รีแอคเตอร์ที่เข้ามา

การติดตั้งรีแอคเตอร์ที่เข้ามาสามารถยับยั้งการผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในระบบและฮาร์โมนิกในระบบได้ มันสามารถทำให้กระแสไฟฟ้าที่เข้ามาเรียบและลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างกะทันหันต่ออินเวอร์เตอร์ ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีคุณภาพระบบไฟฟ้าไม่ดี ด้วยการติดตั้งรีแอคเตอร์ที่เหมาะสม สามารถลดช่วงการผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในระบบและลดโอกาสเกิดปัญหาแรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์ได้

ตัวป้องกันแรงดันเกิน

ตัวป้องกันแรงดันเกินสามารถนำแรงดันเกินไปยังพื้นเมื่อมีฟ้าผ่าหรือแรงดันเกินอื่น ๆ ทำให้ป้องกันอินเวอร์เตอร์จากการเสียหายที่เกิดจากแรงดันเกิน ในพื้นที่ที่มีฟ้าผ่าบ่อยหรือสถานที่ที่มีความต้องการความเสถียรของระบบสูง การติดตั้งตัวป้องกันแรงดันเกินเป็นสิ่งจำเป็นมาก มันสามารถจำกัดแรงดันเกินให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยในทันทีและป้องกันปัญหาแรงดันเกินในอินเวอร์เตอร์ที่เกิดจากฟ้าผ่าและเหตุผลอื่น ๆ

การกำหนดค่าวงจรเบรกและตัวต้านทานเบรกอย่างเหมาะสม

วงจรเบรก

ตามกำลังของมอเตอร์ ลักษณะของโหลด และกำลังของอินเวอร์เตอร์ ควรเลือกและกำหนดค่าวงจรเบรกอย่างเหมาะสม สำหรับอุปกรณ์ที่มีการเบรกบ่อยหรือมีโหลดที่มีพลังงานศักยภาพ ควรให้วงจรเบรกมีความสามารถในการเบรกเพียงพอในการจัดการพลังงานทดแทนที่สร้างขึ้นโดยมอเตอร์ทันท่วงที ตัวอย่างเช่น ในระบบควบคุมเครน ควรเลือกวงจรเบรกที่เหมาะสมตามน้ำหนักที่ยกและความเร็วในการลดระดับของเครน เพื่อให้สามารถบริโภคพลังงานทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการลดระดับของวัตถุหนัก

ตัวต้านทานเบรก

ค่าต้านทานและกำลังของตัวต้านทานเบรกควรตรงกับวงจรเบรกและมอเตอร์ ตัวต้านทานเบรกที่เหมาะสมสามารถแปลงพลังงานทดแทนของมอเตอร์เป็นพลังงานความร้อนและปล่อยออกไปเพื่อป้องกันไม่ให้พลังงานทดแทนสะสมภายในอินเวอร์เตอร์และทำให้แรงดันไฟฟ้าในบัส DC เพิ่มขึ้น ในการกำหนดค่าตัวต้านทานเบรก ควรพิจารณาปัจจัยเช่น ปริมาณพลังงานทดแทนของมอเตอร์และพารามิเตอร์ควบคุมของวงจรเบรก เพื่อให้แน่ใจว่าตัวต้านทานเบรกสามารถบริโภคพลังงานทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันปัญหาแรงดันเกิน

บำรุงรักษาและตรวจสอบอินเวอร์เตอร์อย่างสม่ำเสมอ

การตรวจสอบวงจรภายใน

ตรวจสอบวงจรภายในของอินเวอร์เตอร์อย่างสม่ำเสมอ รวมถึงส่วนประกอบสำคัญเช่น วงจรตรวจจับแรงดันและวงจรเบรก ตรวจสอบว่าอุปกรณ์ตรวจจับทำงานปกติหรือไม่ และการเชื่อมต่อสายมีความแข็งแรงหรือไม่ ตัวอย่างเช่น ใช้เครื่องมือตรวจสอบที่มืออาชีพ ตรวจสอบว่าเซ็นเซอร์แรงดันในวงจรตรวจจับแรงดันมีความแม่นยำ ถ้าเสียหาย ควรเปลี่ยนทันท่วงทีเพื่อให้แน่ใจว่าการตรวจจับแรงดันมีความแม่นยำและป้องกันปัญหาแรงดันเกินที่เกิดจากข้อผิดพลาดในการตรวจจับ

การตรวจสอบการตั้งค่าพารามิเตอร์

ตรวจสอบว่าการตั้งค่าพารามิเตอร์ของอินเวอร์เตอร์เหมาะสมหรือไม่ ตัวอย่างเช่น การตั้งค่าขีดจำกัดการป้องกันแรงดันเกินควรปรับตามความทนทานแรงดันจริงและสถานการณ์การใช้งานของอินเวอร์เตอร์ ถ้าขีดจำกัดการป้องกันแรงดันเกินตั้งไว้ต่ำเกินไป อาจทำให้อินเวอร์เตอร์แสดงการแจ้งเตือนเท็จบ่อยครั้ง แต่ถ้าตั้งไว้สูงเกินไป อาจไม่สามารถป้องกันอินเวอร์เตอร์จากอันตรายจริงของแรงดันเกินได้ทันท่วงที นอกจากนี้ ควรตรวจสอบพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมเบรกและการปรับแรงดันเพื่อให้แน่ใจว่ามีความถูกต้อง