三肯牌IPF-11kW修復(fù)過程
發(fā)布時(shí)間:2019-08-01 10:46:39來源:
三肯牌IPF-11kW修復(fù)過程
一、用戶反映;該變頻器停機(jī)時(shí)正常,隔了一天后,再起動(dòng)時(shí),聽到內(nèi)部發(fā)出“啪”的一聲響,連變頻器的面板顯示也熄滅了,電機(jī)不能起動(dòng)。用戶應(yīng)急將電機(jī)改接到工頻電源上,以滿足生產(chǎn)供水要求。 二、拆回檢查:1、發(fā)現(xiàn)逆變輸入模塊炸裂,輸出U、V、W端子已短路;2、發(fā)現(xiàn)10Ω40W電容充電電阻燒斷。原因?yàn)槟孀兡K短路后(后查出此電阻短接繼電器也已損壞),其浪涌沖擊電流將其燒斷;查出并接在主整流回路上的尖波抑制電路的二極管RU4C21和電阻(二者并聯(lián)后串接小電容)同時(shí)損壞,10Ω5W電阻已開路,二極管短路。
三、原因分析:限流電阻的損壞,是浪涌電流沖擊所致;但尖峰電壓抑制電路的電阻和二極管同時(shí)損壞,說明直流回路中出現(xiàn)了異常的波動(dòng)劇烈的沖擊電壓,有可能存在電網(wǎng)電壓異常的沖擊,使其瞬間損壞,是否由于逆變模塊的短路瞬間,造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),以至于損壞了尖波抑制網(wǎng)絡(luò)呢?逆變模塊的損壞,可能是由于電機(jī)時(shí)有堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象或由于器件老化、電網(wǎng)電壓沖擊等原因吧?
四、修復(fù):粗測濾波電容器無短路,也有“容量”;將損壞模塊拆除,將其它損壞元器件更換新品,送電后有顯示,說明電源及控制部分基本正常,測開關(guān)電源各路輸出都正常。
因?yàn)槭?FONT face="Times New Roman">OPM智能模塊,新品價(jià)格不菲,故購買了一只拆機(jī)品,更換后帶三只15瓦燈泡試機(jī),一切正常。由于手頭也沒有合適的負(fù)載試機(jī),便認(rèn)為已經(jīng)修復(fù)完畢,可以交付使用了。
五、幾天后到現(xiàn)場安裝試機(jī),第一次起動(dòng)時(shí),才起動(dòng)到30多Hz,跳“減速過電流”保護(hù)停機(jī)。將其復(fù)位后再起動(dòng),起動(dòng)過程中聽得“啪”一聲,前級(jí)空氣開關(guān)跳閘,變頻器內(nèi)冒煙。又應(yīng)急接成工頻運(yùn)行,將其拆回檢查,損壞情況與上次大致相當(dāng),逆變模塊炸裂,連充電短接繼電器的觸點(diǎn)都已燒融,其觸點(diǎn)引腳竟被電弧燒斷。二極管RU4C21又已擊穿!這只管子的耐壓值相當(dāng)高,大概高達(dá)1600V。回憶工頻起動(dòng)過程,時(shí)間很短即能順利起動(dòng),起動(dòng)電流也不大,負(fù)載并不重。看來模塊的損壞,過流只不過是一個(gè)表面現(xiàn)象,或者不是主要原因。造成功率器件大面積損壞的原因,是直流回路中出現(xiàn)了異乎尋常的高電壓,甚至于出現(xiàn)了諧振過電壓,以至于超過了RU4C21的耐壓值而導(dǎo)致其擊穿,逆變模塊的損壞原因可能也源于此,先是由過壓造成擊穿,電壓性擊穿使電流劇增(實(shí)際上是輸出三相短路),而接著又導(dǎo)致了熱擊穿。這種過電壓發(fā)生得是如此迅疾,如此猝不及防,連變頻器一向頗為自許為靈敏度極高的電壓、電流保護(hù)電路竟都來不及動(dòng)作,擊穿過程已經(jīng)結(jié)束。
檢測現(xiàn)場電機(jī)的運(yùn)行電流在額定值以內(nèi),電機(jī)狀況良好,三相工作電壓均在額定值以內(nèi),外部的電氣和機(jī)械環(huán)境都看不出什么異常,其異常只能發(fā)生在變頻器內(nèi)部。那么癥結(jié)究竟在哪里呢?
還是從二極管RU4C21擊穿著手,從直流回路出現(xiàn)異常的過電壓狀態(tài)著手。按說直流回路有大容量的儲(chǔ)能電容,對(duì)電網(wǎng)側(cè)的瞬時(shí)過電壓也具有一定的吸收能力,除非雷擊造成的過電壓。另外輸入側(cè)并接有壓敏電阻,也具一定的過壓吸收能力,那么這種過電壓只能是變頻器內(nèi)部回路異常造成。輸入側(cè)壓敏電阻并未損壞,說明輸入側(cè)并未有過電壓發(fā)生。拆下電容箱,將四只6800uF電容逐個(gè)拆下,拆某一只時(shí)發(fā)現(xiàn),電容竟被什么東西“粘”在安裝架上,細(xì)看該電容有噴液痕跡,測量之容量近無矣!另一只并接電容雖無噴液痕跡,但測容量也僅為幾微法左右,至此真相大白了。
電容失效以后(只存在極小容量),帶小功率負(fù)載(如15W燈泡)尚察覺不出什么異常,整個(gè)輸出頻率范圍內(nèi)“極為正常”,但接入較大功率負(fù)載后,情形就不同了。此時(shí)直流回路已完全喪失儲(chǔ)能濾波能力,直流回路是頻率為300Hz的脈動(dòng)直流,電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流吸入,加大了脈動(dòng)電流的脈動(dòng)成份。這還不是比較要緊的,要緊的是電機(jī)繞組的反電勢(shì)或變頻器的某一輸出載波,恰好落在脈動(dòng)直流的變化范圍之內(nèi),二者互動(dòng),推波助瀾。整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)脈動(dòng)電流的急劇變化,恰好落到某一頻率點(diǎn)上,電路中的分布電感和分布電容適時(shí)加入進(jìn)來,各方面生力軍的加入和互為作用,使回路中的動(dòng)態(tài)能量急劇上升,危險(xiǎn)的諧振過電壓在此時(shí)出現(xiàn)!逆變模塊中的IGBT管和上述RU4C21尖峰電壓吸收二極管,它們的耐壓值在正常時(shí)有一定的甚至是較大的富裕量,但在此時(shí)高于耐壓值數(shù)倍的高電壓沖擊下,脆弱得簡直不堪一擊,炸裂和短路也就順理成章。要命的是無論是電壓或電流保護(hù)檢測電路對(duì)此類亂七八糟的瞬變,呆若木雞,根本無法做出適時(shí)的反應(yīng),電壓擊穿同時(shí)又是電流短路性損壞,發(fā)生在一瞬間,各類保護(hù)電路也只有發(fā)出一聲無奈的嘆息。
逆變模塊的損壞,除了外部負(fù)載的長時(shí)間過載,散熱不良和雷電沖擊外,究其內(nèi)部原因,電容的容量減小、失容和失效,是導(dǎo)致其損壞的致命殺手!其危害性不容忽視,屬二級(jí)級(jí)別(當(dāng)另有一級(jí)級(jí)別的危害,另見他文)。電容的容量減小,輕者表現(xiàn)為帶負(fù)載能力差,負(fù)載加重時(shí)往往跳直流回路欠電壓故障,電容的進(jìn)一步損壞,則形成對(duì)逆變模塊的致命打擊
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