Действительно ли двигатель не сгорит, если использовать преобразователь частоты?
1 Повреждения, вызванные ненормальной нагрузкой
Действительно, схема защиты инвертора уже вполне завершена. Для защиты дорогого инверторного модуля каждый производитель инвертора проделал большую работу над своей схемой защиты, от обнаружения выходного тока до обнаружения падения напряжения на трубке IGBT в цепи управления, и стремится реализовать самую быструю защиту от перегрузки с самым быстрым реагированием. скорость!
От обнаружения напряжения до определения тока, от определения температуры модуля до обнаружения потери фазы на выходе и т. д., не существует более специализированной схемы электрической защиты, чем инвертор. Когда продавец инвертора упоминает производительность инвертора, он должен также упомянуть функцию защиты инвертора и часто неосознанно обещает пользователю: благодаря инвертору, его комплексной функции защиты, ваш двигатель не сгорит. Этот продавец не знал, что это обещание вызовет у него огромную пассивность!
Неужели двигатель не сгорит при использовании преобразователя частоты? Мой ответ: По сравнению с питанием на промышленной частоте, двигатель с большей вероятностью сгорит при использовании преобразователя частоты, а легкое сгорание двигателя позволяет легко «списать» вместе и инверторный модуль преобразователя частоты. Чувствительная схема защиты от перегрузки по току преобразователя частоты здесь беспомощна и не играет никакой роли. Это основная внешняя причина повреждения модуля преобразователя частоты. Позвольте мне сказать вам причину.
Двигатель может работать в состоянии промышленной частоты. Хотя рабочий ток немного превышает номинальный ток, после длительной работы наблюдается определенное повышение температуры. Это больной мотор. Он действительно может работать до того, как сгорит. Но после подключения к преобразователю частоты он будет часто перегружаться и не сможет работать. Это не имеет большого значения.
Двигатель может работать в состоянии промышленной частоты. Пользователи используют его нормально уже много лет. Пожалуйста, обратите внимание на слово «много лет». Пользователи хотят сэкономить на счетах за электроэнергию или им необходимо выполнить преобразование частоты благодаря преобразованию процесса. Но после подключения к преобразователю частоты часто проскакивают неисправности OC. Это хорошо. Защита отключена и модуль не сломан.
Самое страшное, что инвертор не сразу сработал по неисправности OC, а просто так во время работы - всего через три-два дня работы модуль взорвался и мотор сгорел. Пользователь обвинил продавца: установленный вами инвертор был низкого качества и сжег мой двигатель, поэтому вы должны компенсировать мой двигатель!
До этого мотор вроде бы был в порядке и работал хорошо. Был измерен рабочий ток, и, поскольку нагрузка была небольшой, он достиг лишь половины номинального тока; Трехфазное питание было измерено, 380 В, и оно было очень сбалансированным и стабильным. Действительно похоже, что инвертор был поврежден, и двигатель тоже был поврежден.
Если бы я был там, я был бы справедлив так: Не вините инвертор, это ваш мотор уже «неизлечимо болен» и вдруг сломался, а инвертор был поврежден!
Изоляция обмоток двигателя значительно снижена из-за повышения рабочей температуры двигателя и попадания влаги, а также имеет явные дефекты изоляции, находящиеся в критической точке пробоя напряжения. В условиях источника питания промышленной частоты на вход обмотки двигателя подается трехфазное синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, наведенное напряжение, генерируемое обмоткой, также низкое, а перенапряжение в линии невелико. Снижение изоляции двигателя может привести лишь к незаметному «току утечки», но явления пробоя напряжения между витками и фазами обмотки еще не произошло, и двигатель по-прежнему «работает нормально».
Следует сказать, что по мере дальнейшего углубления степени старения изоляции, даже если она все еще находится под напряжением промышленной частоты, считается, что в ближайшем будущем двигатель в конечном итоге сгорит из-за пробоя напряжения между фазами или обмотками, вызванного старение изоляции. Но проблема в том, что он не сгорел и сейчас.
После подключения к инвертору условия электропитания двигателя стали «плохими»: выходной сигнал ШИМ инвертора фактически представляет собой несущее напряжение в несколько кГц или даже более десяти кГц, а также различные компоненты гармонического напряжения. генерируемый в цепи питания обмоток двигателя.
Из характеристик индуктивности видно, что чем быстрее изменяется скорость тока, протекающего через индуктор, тем выше наведенное напряжение индуктора. Наведенное напряжение обмотки двигателя выше, чем напряжение источника питания промышленной частоты (публичный аккаунт: Pump Butler). Дефекты изоляции, которые не могут быть выявлены при питании промышленной частоты, не способны выдержать воздействие наведенного напряжения под высокочастотной несущей, поэтому происходит пробой напряжения между витками или фазами обмотки. Короткое замыкание между фазами и витками обмотки двигателя вызвало внезапное короткое замыкание обмотки двигателя. Во время работы модуль взорвался и сгорел мотор.
На начальном этапе запуска инвертора, поскольку выходная частота и напряжение находятся в пределах относительно низкой амплитуды, при неисправности двигателя нагрузки, несмотря на большой выходной ток, этот ток часто находится в пределах номинального значения. схема обнаружения тока активируется вовремя, инвертор выполняет защитное отключение, и модулю не грозит взрыв.
Однако если трехфазное выходное напряжение и частота достигают высокой амплитуды при работе на полной скорости (или близкой к полной скорости), то при пробое напряжения в обмотке двигателя в это время мгновенно образуется огромный импульсный ток, и модуль инвертора не сможет выдержать это, взорвется и будет поврежден до того, как сработает схема обнаружения тока.
Отсюда видно, что схема защиты не всесильна и любая схема защиты имеет свои «слабые ребра». Инвертор бессилен против внезапного пробоя напряжения обмотки двигателя во время работы на полной скорости и не может играть эффективную защитную роль. Не только схема защиты инвертора, но и любое устройство защиты двигателя не может обеспечить эффективную защиту от таких внезапных неисправностей. При возникновении таких внезапных неисправностей можно только заявить, что двигатель действительно «умер».
Этот тип неисправности представляет собой фатальный удар по выходному модулю инвертора, и выхода из него нет.
Другие причины, вызванные источником питания или нагрузкой, такие как перенапряжение, пониженное напряжение, большая нагрузка или даже перегрузка по току, вызванная остановкой, могут эффективно защитить безопасность модуля при условии, что схема защиты инвертора работает нормально. и вероятность повреждения модуля будет значительно снижена. Я не буду обсуждать это здесь.
2. Повреждение модуля, вызванное неисправной цепью инвертора.
1. Плохая схема привода нанесет основной вред модулю.
Из режима питания схемы привода видно, что она обычно питается от положительного и отрицательного источника питания. +15Напряжение В обеспечивает напряжение возбуждения трубки IGBT, необходимое для ее включения. -5V обеспечивает напряжение отключения трубки IGBT, что делает ее надежной и быстрой. Когда напряжение +15В недостаточно или пропало, соответствующую лампу IGBT невозможно включить. Если схема обнаружения неисправности модуля схемы управления также может обнаружить трубку IGBT, схема обнаружения неисправности модуля может сообщить сигнал OC, как только инвертор вводится в работу, и инвертор выполняет действие защитного отключения, что практически безвредно. к модулю.
В случае, если отрицательное напряжение отсечки -5V недостаточно или потеряно (как и в случае с трехфазным выпрямительным мостом, мы можем сначала рассматривать выходную цепь инвертора как инверторный мост, а трубки IGBT образуют три верхних плеча моста. и три нижних плеча моста, такие как трубки IGBT верхнего плеча моста U-фазы и нижнего плеча моста U-фазы.), когда верхнее (нижнее) плечо моста любой фазы стимулируется и включается, соответствующее нижнее плечо моста активируется и включается. (верхний) рычаг моста Трубка IGBT будет заряжаться от емкости перехода коллектор-затвор трубки IGBT до емкости перехода затвор-эмиттер из-за потери отрицательного напряжения отсечки, что приводит к неправильной проводимости трубки, и две трубки образуют короткое замыкание на источник питания постоянного тока! Следствие: модули взрываются!
Потеря отрицательного напряжения при отсечке может быть вызвана повреждением ИС драйвера, повреждением нижней трубки силового каскада драйвера (обычно состоящего из двухкаскадного усилителя мощности комплементарного повторителя напряжения) после ИС драйвера, плохим соединением неисправность вывода клеммы триггера, плохая отрицательная ветвь питания схемы драйвера или неисправность конденсатора фильтра источника питания. Возникновение любого из вышеперечисленных явлений станет для модуля фатальным ударом! Это необратимо.
2. Плохой путь передачи импульсов также представляет угрозу для модуля. Импульс инвертора ШИМ канала 6-, выдаваемый ЦП, часто отправляется на входной вывод ИС драйвера через шесть инвертирующих (общефазных) буферов, от ЦП к ИС драйвера, а затем на триггерную клемму микросхемы драйвера. инверторный модуль. Если один из 6 сигналов прерывается, инвертор может сообщить об ошибке OC. Падение напряжения на трубках IGBT в трех нижних плечах инверторного моста обнаруживается и обрабатывается схемой обнаружения неисправностей модуля при его включении. В небольшом количестве инверторов лампы IGBT в трех верхних плечах моста имеют функцию обнаружения падения напряжения, а в большинстве инверторов схема обнаружения падения напряжения отсутствует. Когда трубка IGBT, потерявшая импульс возбуждения, имеет схему обнаружения падения напряжения на трубке, после потери импульса возбуждения схема обнаружения сообщит об ошибке разгона, и инвертор отключится для защиты; (2) Инвертор может иметь отклонение фазы. Лампа IGBT, теряющая импульс возбуждения, представляет собой лампу без схемы обнаружения падения напряжения на лампе. Существует только отрицательное давление отключения, которое может обеспечить надежное отключение. Плечо фазового моста имеет на выходе только полуволну, что приводит к работе инвертора с отклонением фазы. В результате в обмотке двигателя генерируется составляющая постоянного тока, которая также образует большой импульсный ток (публичный аккаунт: Pump Butler), вызывающий воздействие и повреждение модуля! Однако вероятность поломки ниже, чем по первой причине.
Если этот путь передачи импульса всегда нарушен, даже если схема неисправности модуля не может играть роль, схема обнаружения тока, такая как взаимный индуктор, может сыграть свою роль, а также может сыграть защитную роль. Однако есть опасения, что этот путь передачи будет время от времени отключаться из-за таких неисправностей, как плохой контакт, или даже произойдет случайное отключение. Схема обнаружения тока необъяснима и не успевает среагировать, в результате чего инвертор вызывает на выходе «прерывистое отклонение фазы», образуя большой ударный ток и повреждая модуль. В этом выходном состоянии двигатель будет «подпрыгивать», издавая «щелкающий» звук, а выделение и потери тепла значительно увеличатся, а также его легко повредить.
3. Схема определения тока и схема определения температуры модуля выходят из строя или выходят из строя, и модуль не может эффективно защитить от перегрузки по току и перегрева, что приводит к повреждению модуля.
4. После того, как емкость накопительного конденсатора основной цепи постоянного тока уменьшается или теряет емкость, пульсирующая составляющая напряжения цепи постоянного тока увеличивается. После запуска инвертора это не очевидно в условиях холостого хода и холостого хода, но во время процесса запуска под нагрузкой происходит скачок напряжения в цепи, модуль инвертора взрывается и повреждается, а также выходит из строя схема защиты.
Для инверторов, работающих много лет, после повреждения модуля нельзя игнорировать проверку емкости накопительного конденсатора цепи постоянного тока. Полная потеря емкости случается редко, но если это произойдет, это приведет к повреждению инверторного модуля в процессе запуска нагрузки, что также несомненно!
3. Небольшое количество отечественных инверторов низкого качества и некачественного изготовления имеют модули, которые крайне легко повредить. Да, в последние годы конкуренция на рынке инверторов становится все более жесткой, а рентабельность инверторов становится все более узкой, но конкурентоспособность их собственной продукции можно повысить за счет технического прогресса и повышения производительности. Неразумно увеличивать свою долю рынка, используя старые продукты в качестве новых, некачественные продукты в качестве хороших и уменьшая мощность модулей, чтобы срезать углы. Это недальновидное и краткосрочное поведение. 1. Низкое качество и некачественная сборка увеличивают частоту отказов схемы защиты инвертора от неисправностей. Инверторный модуль не может быть эффективно защищен схемой защиты, что увеличивает вероятность повреждения модуля. 2. Выбор мощности инверторного модуля обычно должен превышать номинальный ток более чем в 2,5 раза, чтобы обеспечить долгосрочную безопасную работу. Например, инвертор мощностью 30 кВт с номинальным током 60 А должен использовать модуль от 150 до 200 А. Использование 100А слишком мало. Но некоторые производители осмеливаются использовать для установки модули на 100А! Что еще хуже, есть и те, кто использует старые и некачественные модули. Инвертор этого типа не только легко повредить модуль во время работы, но и часто взрывается в процессе запуска! Сотрудники, устанавливавшие инвертор этого типа на объекте, испугались и на расстоянии нажали деревянную палку на кнопку пуска на панели управления.
Модуль небольшой мощности должен работать с трудом. Модуль перегружается, и схема защиты становится бесполезной (защищается указанной мощностью инвертора вместо фактического значения мощности модуля). Это действительно ненормально, что модуль не взрывается часто.
Этот тип машин кажется очень «горячим», когда он впервые выставляется на продажу из-за своей низкой цены, но производитель вскоре обанкротится.
Эта третья причина повреждения модуля не должна быть причиной. Надеюсь, что в ближайшем будущем причинами поломки модуля будут только первые две причины.
У бытовых инверторов иногда крупинка крысиных фекалий портит всю кастрюлю с супом. Многие инверторы до сих пор хороши, не уступают зарубежной продукции, отличаются высоким качеством и невысокой ценой.
