Що викликає перенапругу в пристрої частотного регулювання? Як можна запобігти його повторенню?

I. Причини перенапруги в частотних перетворювачах

Перенапруга на вході живлення

Флуктуації мережі

Саме напруга мережі може флуктувати. Наприклад, під час періоду низького завантаження мережі, через зменшення завантаження, напруга мережі може збільшитися. Якщо діапазон допустимої входної напруги частотного перетворювача обмежений, коли напруга мережі перевищує цей діапазон, це спричинить перенапруження у частотному перетворювачі. Зазвичай, напруга мережі може флуктувати в межах ±10% - 15% від номінальної напруги. Якщо діапазон стійкості до напруги частотного перетворювача є відносно вузьким, легко може бути спричинена аварія через перенапругу.

Імпульс від блискавки

Під час грозової погоди, блискавка може ударити по близьким електромережам. Струмовий імпульс, що виникає від цього удару блискавки, буде поширюватися вздовж лінії. Коли він потрапляє до входу живлення частотного перетворювача, він призведе до швидкого збільшення входної напруги частотного перетворювача, що значно перевищує його нормальний робочий напруг, таким чином, спричиняючи аварію через перенапругу.

Зворотне відновлення енергії

Швидке зниження швидкості або гальмування двигуна

Коли двигун швидко зупиняється або гальмує, він генерує зворотню електроенергію. Наприклад, в деяких пристроях, які потребують частих запусків та зупинок, таких як ліфти та кран-балки, під час швидкого спуску або зупинки двигуна, через інерцію, швидкість двигуна буде вище, ніж синхронна швидкість, що відповідає вихідній частоті частотного перетворювача. В цей момент двигун змінить стан з електричного на генераційний. Якщо зворотня електроенергія, що генерується, не може бути вчасно поглинута або використана частотним перетворювачем, це призведе до збільшення напруги DC-шини частотного перетворювача, спричиняючи аварію через перенапругу.

Потенційні характеристики навантаження

Для деяких навантажень з потенційною енергією, таких як спуск важких предметів на кран-балках або спуск кабіни ліфта, гравітаційна потенційна енергія навантаження буде перетворюватися на електроенергію та віддаватися назад частотному перетворювачу під час процесу спуску. Якщо частотний перетворювач не має відповідної гальмівної одиниці та гальмівного резистора для обробки цієї зворотньої енергії, це призведе до надмірно високої напруги DC-шини та виникнення аварії через перенапругу.

Внутрішні аварії частотного перетворювача

Аварія в контурі виявлення напруги

Контур виявлення напруги всередині частотного перетворювача використовується для моніторингу входної та DC-шиної напруг. Якщо цей контур вийде з ладу, наприклад, у разі пошкодження елемента виявлення або поганого з'єднання лінії, це може спричинити помилку в значенні виявленої напруги. Цей невірний сигнал напруги може призвести до того, що частотний перетворювач помилково вважатиме, що напруга занадто висока, що спричинить аварійне повідомлення про перенапругу, навіть якщо фактична напруга знаходиться в нормальному діапазоні.

Аварія гальмівної одиниці

Гальмівна одиниця є важливим компонентом для обробки зворотньої енергії двигуна. Якщо гальмівна одиниця вийде з ладу, наприклад, у разі пошкодження IGBT (ізольованого затворного біполярного транзистора) або відкриття контура гальмівного резистора, коли двигун генерує зворотню енергію, гальмівна одиниця не зможе працювати нормально та не зможе ефективно використовувати зворотню енергію, що призведе до збільшення напруги DC-шини та спричинення аварії через перенапругу.

II. Міри для запобігання повторенню аварій через перенапругу в частотних перетворювачах

Встановлення входних реактивних резисторів та захисників від стрибків напруги

Входний реактивний резистор

Встановлення входного реактивного резистора може ефективно приглушити флуктуації напруги мережі та гармоніки в мережі. Він може згладити входний струм та знизити вплив несподіваних змін напруги мережі на частотний перетворювач. Наприклад, в деяких промислових середовищах з поганою якістю мережі, встановлення відповідного входного реактивного резистора може знизити діапазон флуктуацій напруги мережі та зменшити частоту виникнення аварій через перенапругу в частотних перетворювачах.

Захисник від стрибків напруги

Захисники від стрибків напруги можуть відводити надмірну напругу до землі під час ударів блискавок або інших стрибків напруги, захищаючи частотний перетворювач від пошкоджень, спричинених стрибками напруги. У районах з частими ударями блискавок або місцях з високими вимогами до стабільності мережі, встановлення захисників від стрибків напруги є дуже необхідним. Вони можуть обмежити стрибок напруги до безпечного діапазону відразу ж та запобігти аваріям через перенапругу в частотних перетворювачах, спричиненим ударом блискавки або іншими причинами.

Розумна конфігурація гальмівних одиниць та гальмівних резисторів

Гальмівна одиниця

Відповідно до потужності двигуна, характеристик навантаження та капасітету частотного перетворювача, розумно виберіть та налаштуйте гальмівну одиницю. Для обладнання з частими гальмуваннями або потенційними навантаженнями, забезпечте, щоб гальмівна одиниця мала достатню гальмівну здатність для своєчасної обробки зворотньої енергії, що генерується двигуном. Наприклад, в системі управління краном, слід вибирати відповідну гальмівну одиницю залежно від підйомної ваги та швидкості спуску крану, щоб ефективно використовувати зворотню енергію під час спуску важких предметів.

Гальмівний резистор

Опір та потужність гальмівного резистора повинні відповідати гальмівній одиниці та двигуну. Підходящий гальмівний резистор може перетворити зворотню енергію двигуна на теплову енергію та виділити її, щоб запобігти накопиченню зворотньої енергії всередині частотного перетворювача та збільшенню напруги DC-шини. При налаштуванні гальмівного резистора, враховуйте фактори, такі як величина зворотньої енергії двигуна та параметри керування гальмівної одиниці, щоб забезпечити, що гальмівний резистор може ефективно використовувати зворотню енергію та уникнути аварій через перенапругу.

Регулярне обслуговування та перевірка частотних перетворювачів

Перевірка внутрішніх контурів

Регулярно перевіряйте внутрішні контури частотного перетворювача, включаючи ключові компоненти, такі як контури виявлення напруги та гальмівні одиниці. Перевірте, чи є елементи виявлення в порядку та чи є з'єднання ліній міцними. Наприклад, за допомогою професійних інструментів виявлення, перевірте, чи точний датчик напруги в контурі виявлення напруги. Якщо він пошкоджений, його слід замінити вчасно, щоб забезпечити точність виявлення напруги та запобігти аваріям через перенапругу, спричиненим помилками виявлення.

Перевірка налаштування параметрів

Перевірте, чи розумні налаштування параметрів частотного перетворювача. Наприклад, налаштування порогу захисту від перенапруги повинно бути налаштоване відповідно до фактичної здатності до витримування напруги та реального сценарію використання частотного перетворювача. Якщо поріг захисту від перенапруги встановлений занадто низько, це може призвести до частих хибних сигналів тривоги; якщо він встановлений занадто високо, це може не забезпечити вчасний захист частотного перетворювача від реальних загроз через перенапругу. Одночасно, перевірте параметри, пов'язані з керуванням гальмуванням та регулюванням напруги, щоб забезпечити їх правильність.