Opravdu nedojde k vyhoření motoru při použití frekvenčního měniče?
1 Poškození způsobené abnormálním zatížením
Je pravda, že ochranný obvod střídače je již zcela kompletní. Pro ochranu drahého invertorového modulu udělal každý výrobce invertoru spoustu práce na svém ochranném obvodu, od detekce výstupního proudu po detekci poklesu napětí IGBT trubice v obvodu pohonu, a snaží se implementovat nejrychlejší ochranu proti přetížení s nejrychlejší odezvou. rychlost!
Od detekce napětí po detekci proudu, od detekce teploty modulu po detekci výpadku fáze na výstupu atd., neexistuje žádný elektrický ochranný obvod, který by byl tak zaměřený a vyhrazený jako měnič. Když prodejce měniče zmiňuje výkon měniče, musí zmínit i ochrannou funkci měniče a často nevědomky uživateli slibuje: S měničem, jeho komplexní ochrannou funkcí, váš motor jen tak nespálí. Tento prodejce nevěděl, že mu tento slib přinese velkou pasivitu!
Opravdu se při použití frekvenčního měniče nespálí motor? Moje odpověď zní: Ve srovnání s napájením na průmyslové frekvenci je pravděpodobnější, že motor shoří při použití frekvenčního měniče, a díky snadnému spálení motoru je také snadné „odepsat“ modul měniče frekvenčního měniče. Citlivý obvod nadproudové ochrany frekvenčního měniče je zde bezmocný a nehraje žádnou roli. Jedná se o hlavní vnější příčinu poškození modulu měniče kmitočtu. Řeknu vám důvod.
Motor může běžet ve stavu napájecí frekvence. Přestože je provozní proud o něco větší než jmenovitý proud, po dlouhodobém provozu dochází k určitému nárůstu teploty. Tohle je nemocný motor. Opravdu může běžet, než vyhoří. Po připojení k frekvenčnímu měniči však bude často přetěžován a nemůže běžet. To není velký problém.
Motor může běžet ve stavu napájecí frekvence. Uživatelé jej běžně používají již řadu let. Věnujte prosím pozornost slovu „mnoho let“. Uživatelé chtějí ušetřit účty za elektřinu nebo potřebují provést transformaci frekvenční konverze kvůli transformaci procesu. Po připojení k frekvenčnímu měniči však poruchy OC často naskočí. To je dobré. Ochrana je vypnuta a modul není poškozen.
Děsivé je, že střídač nevypadl hned na poruchu OC, ale bezdůvodně během provozu - už po třech nebo dvou dnech provozu modul explodoval a motor shořel. Uživatel obvinil prodejce: Měnič, který jste nainstalovali, byl nekvalitní a spálil můj motor, takže musíte kompenzovat můj motor!
Předtím se motor zdál být opravdu v pořádku a běžel dobře. Měřil se provozní proud, a protože zátěž byla lehká, dosahovala pouze poloviny jmenovitého proudu; bylo naměřeno třífázové napájení 380V a bylo velmi vyvážené a stabilní. Opravdu se zdá, že došlo k poškození měniče a také k poškození motoru.
Kdybych tam byl, byl bych spravedlivý takto: Nesvalte vinu na měnič, je to váš motor, který je již "vyléčitelně nemocný" a náhle praskl a měnič byl poškozen!
Izolace vinutí motoru byla značně snížena v důsledku nárůstu provozní teploty motoru a vlhkosti a dokonce má zjevné izolační vady, které jsou v kritickém bodě průrazu napětí. Za podmínek napájecí frekvence je vstup vinutí motoru třífázové sinusové napětí 50 Hz, indukované napětí generované vinutím je také nízké a rázová složka ve vedení je malá. Snížení izolace motoru může přinést jen nenápadný "unikající proud", ale mezi závity a fázemi vinutí ještě nenastal jev průrazu napětí a motor stále "běží normálně".
Je třeba říci, že jak se stupeň stárnutí izolace dále prohlubuje, i když je stále pod napájecím frekvenčním napájením, má se za to, že v blízké budoucnosti motor nakonec shoří v důsledku přerušení napětí mezi fázemi nebo vinutími způsobenými stárnutí izolace. Problém je ale v tom, že nyní nevyhořel.
Po připojení k měniči se podmínky napájení motoru staly "špatnými": PWM signál na výstupu měniče je ve skutečnosti nosné napětí několik kHz nebo dokonce více než deset kHz a různé složky harmonického napětí budou také generované v napájecím obvodu vinutí motoru.
Z indukčnosti charakteristiky je vidět, že čím větší je rychlost změny proudu procházejícího induktorem, tím vyšší je indukované napětí induktoru. Indukované napětí vinutí motoru je vyšší než napětí napájecího zdroje (veřejný účet: Pump Butler). Izolační defekty, které nelze odhalit při napájecím frekvenčním napájení, nejsou schopny odolat nárazu indukovaného napětí pod vysokofrekvenční nosič, takže dochází k průrazu napětí mezi závity nebo fázemi vinutí. Zkrat mezi fázemi a závity vinutí motoru způsobil náhlý zkrat vinutí motoru. Během provozu modul explodoval a motor shořel.
V počáteční fázi spouštění měniče, protože výstupní frekvence a napětí jsou v relativně nízké amplitudě, když dojde k poruše motoru zátěže, ačkoli je způsoben velký výstupní proud, je tento proud často v rámci jmenovité hodnoty, obvod detekce proudu se aktivuje včas a střídač provede akci ochranného vypnutí a modulu nehrozí nebezpečí výbuchu.
Pokud však třífázové výstupní napětí a frekvence dosáhnou vysoké amplitudy při běhu na plnou rychlost (nebo blízko plné rychlosti), dojde v tomto okamžiku k přerušení napětí ve vinutí motoru, okamžitě se vytvoří obrovský nárazový proud, a invertorový modul to nebude schopen odolat a exploduje a poškodí se dříve, než bude aktivován obvod detekce proudu.
Z toho je vidět, že ochranný obvod není všemocný a každý ochranný obvod má svá „slabá žebra“. Měnič je bezmocný proti náhlému výpadku napětí ve vinutí motoru při plném provozu a nemůže hrát účinnou ochrannou roli. Nejen ochranný obvod měniče, ale žádná ochrana motoru nemůže poskytnout účinnou ochranu proti takovým náhlým poruchám. Když k takovým náhlým poruchám dojde, lze pouze prohlásit, že motor skutečně „umřel“.
Tento typ poruchy je smrtelným úderem do výstupního modulu střídače a není úniku.
Jiné důvody způsobené napájením nebo zátěží, jako je přepětí, podpětí, velká zátěž nebo dokonce nadproud způsobený zastavením, mohou účinně chránit bezpečnost modulu za předpokladu, že ochranný obvod střídače je normální, a pravděpodobnost poškození modulu se výrazně sníží. Nebudu to zde rozebírat.
2. Poškození modulu způsobené špatným obvodem měniče
1. Špatný obvod měniče způsobí primární poškození modulu
Z režimu napájení obvodu pohonu je vidět, že je obecně napájen kladnými a zápornými napájecími zdroji. +15Napětí V poskytuje budicí napětí IGBT trubice pro její zapnutí. -5V poskytuje vypínací napětí IGBT trubice, aby byla spolehlivá a rychlá. Když je napětí +15V nedostatečné nebo se ztratilo, nelze příslušnou IGBT trubici zapnout. Pokud obvod detekce poruchy modulu v budicím obvodu dokáže detekovat také trubici IGBT, obvod detekce poruchy modulu může hlásit signál OC, jakmile je invertor uveden do provozu, a invertor implementuje akci ochranného vypnutí, která je téměř neškodná. do modulu.
V případě, že je -5vypínací záporné napětí V nedostatečné nebo se ztratilo (stejně jako třífázový usměrňovací můstek, můžeme nejprve považovat výstupní obvod invertoru za invertorový můstek a elektronky IGBT tvoří tři horní ramena můstku a tři spodní ramena můstku, jako jsou trubice IGBT horního ramene můstku fáze U a dolního ramene můstku fáze U.), když je horní (dolní) rameno můstku jakékoli fáze stimulováno a zapnuto, odpovídající spodní rameno (horní) můstkové rameno IGBT trubice bude nabito kapacitní odporem přechodu kolektor-brána IGBT elektronky na kapacitu přechodu hradla-emitor v důsledku ztráty vypínacího záporného napětí, což má za následek špatné vedení elektronky, a dvě elektronky tvoří zkrat ke stejnosměrnému napájení! Důsledek je: moduly jsou vyhozeny do povětří!
Ztráta záporného napětí na cutoff může být způsobena poškozením IC driveru, poškozením spodní trubice výkonového stupně driveru (obvykle složeného z dvoustupňového komplementárního napěťového sledovacího výkonového zesilovače) po IC driveru, špatným připojením vedení spouštěcí svorky nebo špatná záporná napájecí větev obvodu budiče nebo porucha filtračního kondenzátoru napájecího zdroje. Jakmile dojde k některému z výše uvedených jevů, bude to pro modul smrtelná rána! Je to nevratné.
2. Špatná cesta přenosu pulzu bude také představovat hrozbu pro modul. Výstup 6-kanálového PWM invertorového pulsu z CPU je často posílán na vstupní pin IC ovladače přes šest invertujících (společných fázových) vyrovnávacích pamětí, z CPU do IC ovladače a poté do spouštěcího terminálu invertorový modul. Pokud je jeden ze 6 signálů přerušen, může střídač hlásit poruchu OC. Pokles napětí elektronek IGBT na spodních třech můstkových ramenech můstku invertoru je detekován a zpracováván obvodem detekce chyb modulu, když je zapnut. Elektronky IGBT v horních třech ramenech můstku mají u malého počtu invertorů detekci poklesu napětí na trubici a obvod pro detekci poklesu napětí na trubici je u většiny invertorů vynechán. Když se stane, že elektronka IGBT, která ztratí budicí impuls, má obvod detekce poklesu napětí elektronky, po ztrátě budícího pulzu detekční obvod ohlásí chybu OC a invertor se vypne z důvodu ochrany; (2) Měnič může mít fázovou odchylku. IGBT elektronka, která ztrácí budicí impuls, je elektronka bez obvodu detekce poklesu napětí elektronky. Existuje pouze vypínací podtlak, který jej dokáže spolehlivě odpojit. Rameno fázového můstku má pouze půlvlnný výstup, což způsobuje, že měnič běží ve fázové odchylce. V důsledku toho se ve vinutí motoru generuje stejnosměrná složka, která také vytváří velký rázový proud (veřejný účet: Pump Butler), což způsobuje náraz a poškození modulu! Pravděpodobnost poškození je však nižší než u prvního důvodu.
Pokud je tato cesta přenosu impulzů vždy přerušena, i když obvod poruchy modulu nemůže hrát roli, obvod detekce proudu, jako je vzájemný induktor, může hrát roli a může také hrát ochrannou roli. Existuje však obava, že tato přenosová cesta bude čas od času odpojena kvůli poruchám, jako je špatný kontakt, a dokonce dojde k náhodnému odpojení. Obvod detekce proudu je nevysvětlitelný a nemá čas reagovat, což způsobí, že měnič způsobí výstup "přerušované fázové odchylky", vytvoří velký nárazový proud a poškodí modul. Motor v tomto výstupním stavu „vyskočí“ a vydá „cvaknutí“ a výrazně se zvýší tvorba a ztráty tepla a také se snadno poškodí.
3. Obvod detekce proudu a obvod detekce teploty modulu selžou nebo selžou a modul nemůže účinně chránit před nadproudem a přehřátím, čímž dojde k poškození modulu.
4. Poté, co kapacita akumulačního kondenzátoru hlavního stejnosměrného obvodu poklesne nebo ztratí kapacitu, zvýší se pulzující složka napětí stejnosměrného obvodu. Po spuštění střídače to není patrné ve stavu naprázdno a naprázdno, ale během procesu spouštění se zátěží dochází k rázům napětí v obvodu, modul střídače exploduje a je poškozen a ochranný obvod je také ve ztrátě
U střídačů, které jsou v provozu mnoho let, po poškození modulu nelze ignorovat kontrolu kapacity akumulačního kondenzátoru stejnosměrného obvodu. Úplná ztráta kapacity je vzácná, ale jakmile se to stane, způsobí poškození modulu měniče během procesu spouštění zátěže, což je také jisté!
3. Malý počet domácích střídačů se špatnou kvalitou a nekvalitním zpracováním má moduly, které se extrémně snadno poškodí. Ano, v posledních letech je konkurence na trhu s invertory stále tvrdší a zisková marže střídačů se stále více zužuje, ale konkurenceschopnost jejich vlastních produktů lze zlepšit technologickým pokrokem a vyšší produktivitou. Není moudré zvyšovat jejich podíl na trhu používáním starých produktů jako nových, horších produktů jako dobrých a snižováním kapacity modulů, aby se omezily. Jde o krátkozraké a krátkodobé chování. 1. Špatná kvalita a nekvalitní zpracování zvyšují poruchovost ochranného obvodu poruchy měniče. Modul invertoru nemůže být účinně chráněn ochranným obvodem, čímž se zvyšuje pravděpodobnost poškození modulu. 2. Volba kapacity invertorového modulu by měla obecně dosahovat více než 2,5násobku jmenovitého proudu, aby byl zajištěn dlouhodobý bezpečný provoz. Například 30kW měnič se jmenovitým proudem 60A by měl používat modul 150A až 200A. Použití 100A je příliš malé. Někteří výrobci si ale troufají na instalaci použít 100A moduly! A co je horší, jsou i tací, kteří používají staré a podřadné moduly. Tento typ měniče nejen snadno poškodí modul během provozu, ale také často exploduje během procesu spouštění! Zaměstnanci, kteří na místě instalovali tento typ měniče, se báli a pomocí dřevěné tyče na dálku zmáčkli tlačítko start na ovládacím panelu.
Modul s malou kapacitou musí být schopen sotva běžet. Modul je přetížen a ochranný obvod se stává nepoužitelným (chráněný označeným výkonem měniče namísto skutečné hodnoty kapacity modulu). Je opravdu abnormální, že modul často neexploduje.
Tento typ stroje se zdá být velmi „žhavý“, když je poprvé uveden na trh kvůli nízké ceně, ale nebude trvat dlouho, než výrobce zkrachuje.
Tento třetí důvod poškození modulu by neměl být důvodem. Doufám, že v blízké budoucnosti budou důvody poškození modulu pouze první dva důvody.
Domácím střídačům občas zrnko potkaního trusu zkazí celý hrnec polévky. Mnoho invertorů je stále dobrých, nejsou horších než zahraniční výrobky, mají vysokou kvalitu a nízkou cenu.
