Kommer motorn verkligen inte att brinna ut om en frekvensomvandlare används?
1 Skada orsakad av onormal belastning
Det är sant att växelriktarens skyddskrets redan är ganska komplett. För att skydda den dyra växelriktarmodulen har varje växelriktartillverkare gjort mycket arbete med sin skyddskrets, från utströmsdetektering till IGBT-rörspänningsfallsdetektering av drivkretsen, och strävar efter att implementera det snabbaste överbelastningsskyddet med snabbast respons hastighet!
Från spänningsdetektering till strömdetektering, från modultemperaturdetektering till fasförlustutgångsdetektering, etc., det finns ingen elektrisk skyddskrets som är lika fokuserad och dedikerad som växelriktaren. När växelriktarförsäljaren nämner växelriktarens prestanda måste han också nämna växelriktarens skyddsfunktion och lovar ofta omedvetet till användaren: Med växelriktaren, dess omfattande skyddsfunktion, kommer din motor inte att brinna lätt. Denna säljare visste inte att detta löfte skulle ge honom stor passivitet!
Kommer motorn verkligen inte att brinna ut när man använder en frekvensomformare? Mitt svar är: Jämfört med strömförsörjning vid industriell frekvens är det mer sannolikt att motorn brinner ut när man använder en frekvensomformare, och den enkla förbränningen av motorn gör att frekvensomformarens invertermodul också är lätt att "skriva av" tillsammans. Frekvensomformarens känsliga överströmsskyddskrets är här hjälplös och spelar ingen roll. Detta är en viktig extern orsak till skador på frekvensomformarmodulen. Låt mig berätta orsaken.
En motor kan köras under strömfrekvenstillståndet. Även om löpströmmen är något större än märkströmmen, sker en viss temperaturhöjning efter långvarig drift. Det här är en sjuk motor. Det kan verkligen springa innan det brinner ut. Men efter anslutning till frekvensomformaren kommer den ofta att överbelastas och kan inte köras. Det här är ingen stor sak.
En motor kan köras under strömfrekvenstillståndet. Användare har använt det normalt i många år. Var uppmärksam på ordet "många år". Användare vill spara elräkningar eller behöver utföra frekvensomvandling på grund av processomvandling. Men efter anslutning till frekvensomformaren kommer OC-fel ofta att hoppa. Det här är bra. Skyddet är avstängt och modulen är inte trasig.
Det läskiga är att växelriktaren inte omedelbart utlöste OC-felet, men utan anledning under drift - efter bara tre eller två dagars drift exploderade modulen och motorn brann. Användaren skyllde på säljaren: Växelriktaren du installerade var av dålig kvalitet och brände min motor, så du måste kompensera för min motor!
Innan detta verkade motorn vara riktigt bra och gick bra. Den löpande strömmen mättes och eftersom belastningen var lätt nådde den bara hälften av märkströmmen; trefasströmförsörjningen uppmättes, 380V, och den var mycket balanserad och stabil. Det verkar verkligen som om växelriktaren var skadad och motorn också.
Om jag var där skulle jag vara rättvis så här: Skyll inte på växelriktaren, det är din motor som redan är "terminalt sjuk" och plötsligt bröt ut, och växelriktaren var skadad!
Isoleringen av motorlindningarna har reducerats avsevärt på grund av motorns driftstemperaturstegring och fukt, och har till och med uppenbara isolationsdefekter, som är vid den kritiska punkten för spänningsavbrott. Under tillståndet med strömförsörjning är motorlindningens ingång en trefas 50Hz sinusvågsspänning, den inducerade spänningen som genereras av lindningen är också låg och överspänningskomponenten i ledningen är liten. Minskningen av motorns isolering kan bara medföra en oansenlig "läckström", men fenomenet med spänningsavbrott har ännu inte inträffat mellan lindningens varv och faser, och motorn "fungerar fortfarande normalt".
Det bör sägas att när graden av isoleringsåldring fördjupas ytterligare, även om den fortfarande är under strömförsörjning, tror man att inom en snar framtid kommer motorn så småningom att brinna ut på grund av spänningsavbrott mellan faser eller lindningar orsakade av isolering åldras. Men problemet är att det inte har brunnit ut nu.
Efter anslutning till växelriktaren har strömförsörjningsförhållandena för motorn blivit "dåliga": PWM-vågformen som utmatas av växelriktaren är faktiskt en bärspänning på flera kHz eller till och med mer än tio kHz, och olika komponenter av harmonisk spänning kommer också att vara genereras i motorlindningens strömförsörjningskrets.
Från induktansegenskaperna kan man se att ju snabbare ändringshastigheten för strömmen som flyter genom induktorn är, desto högre är induktorns inducerade spänning. Den inducerade spänningen hos motorlindningen är högre än den för strömförsörjningens frekvens (offentlig räkning: Pump Butler). De isoleringsdefekter som inte kan exponeras under strömförsörjningen med strömfrekvens kan inte motstå påverkan av den inducerade spänningen under högfrekvensbäraren, så spänningsavbrottet mellan lindningens varv eller faser uppstår. Kortslutningen mellan faserna och varven i motorlindningen orsakade en plötslig kortslutning av motorlindningen. Under drift exploderade modulen och motorn brann.
I det inledande skedet av att starta växelriktaren, eftersom utfrekvensen och spänningen båda ligger inom en relativt låg amplitud, när det finns ett fel i lastmotorn, även om en stor utström orsakas, är denna ström ofta inom märkvärdet, strömdetekteringskretsen aktiveras i tid, och växelriktaren implementerar en skyddande avstängningsåtgärd, och modulen riskerar inte att explodera.
Men om den trefasiga utspänningen och frekvensen når en hög amplitud när den körs med full hastighet (eller nära full hastighet), om det finns spänningsavbrott i motorlindningen vid denna tidpunkt, kommer en enorm överspänningsström att bildas omedelbart, och växelriktarmodulen kommer inte att kunna motstå det och explodera och skadas innan strömdetekteringskretsen aktiveras.
Av detta kan man se att skyddskretsen inte är allsmäktig, och vilken skyddskrets som helst har sina "svaga ribbor". Växelriktaren är kraftlös mot plötsligt spänningsavbrott i motorlindningen under drift med full hastighet, och den kan inte spela en effektiv skyddande roll. Inte bara växelriktarskyddskretsen, utan vilket motorskydd som helst kan inte ge effektivt skydd mot sådana plötsliga fel. När sådana plötsliga fel uppstår kan det bara deklareras att motorn verkligen har "dött".
Denna typ av fel är ett dödligt slag mot växelriktarens utgångsmodul på växelriktaren, och det finns ingen flykt.
Andra orsaker orsakade av strömförsörjning eller belastning, såsom överspänning, underspänning, hög belastning eller till och med överström orsakad av stopp, kan effektivt skydda modulsäkerheten under förutsättningen att växelriktarens skyddskrets är normal, och sannolikheten för modulskada kommer att minska kraftigt. Jag kommer inte att diskutera det här.
2. Modulskada orsakad av dålig växelriktarkrets
1. Dålig drivkrets kommer att orsaka primär skada på modulen
Från drivkretsens strömförsörjningsläge kan man se att den i allmänhet drivs av positiva och negativa strömförsörjningar. +15V-spänning tillhandahåller exciteringsspänningen för IGBT-röret för att slå på det. -5V tillhandahåller avstängningsspänningen för IGBT-röret för att göra det pålitligt och snabbt. När +15V-spänningen är otillräcklig eller förlorad kan motsvarande IGBT-rör inte slås på. Om modulfelsdetekteringskretsen för drivkretsen också kan detektera IGBT-röret, kan modulfelsdetekteringskretsen rapportera OC-signalen så snart växelriktaren sätts i drift, och växelriktaren implementerar skyddsavstängningsåtgärden, vilket är nästan ofarligt till modulen.
Om den negativa -5V-avstängningsspänningen är otillräcklig eller förlorad (precis som trefaslikriktarbryggan kan vi först betrakta växelriktarutgångskretsen som en växelriktarbrygga, och IGBT-rören bildar tre övre bryggarmar och tre nedre broarmar, såsom IGBT-rören på U-fas övre broarm och U-fas nedre broarm.), när den övre (nedre) bryggarm av vilken fas som helst stimuleras och slås på, kommer motsvarande nedre (övre) bryggarms IGBT-rör att laddas av kollektor-gate-övergångskapacitansen hos IGBT-röret till gate-emitterövergångskapacitansen på grund av förlusten av kapacitansen. av negativ spänning, vilket resulterar i felledning av röret, och de två rören bildar en kortslutning till DC-strömförsörjningen! Konsekvensen är: modulerna är sprängda!
Förlusten av negativ spänning vid avstängningen kan orsakas av skada på drivkretsen, skada på det nedre röret på drivstegssteget (vanligtvis sammansatt av tvåstegs komplementär spänningsföljare effektförstärkare) efter drivkretsen, dålig anslutning av triggerterminalens ledning, eller dålig negativ strömförsörjningsgren av drivkretsen eller fel på strömförsörjningsfilterkondensatorn. När något av ovanstående fenomen inträffar kommer det att bli ett dödligt slag för modulen! Det är oåterkalleligt.
2. Dålig pulsöverföringsväg kommer också att utgöra ett hot mot modulen. 6-kanalens PWM-växelriktarpuls som utmatas av CPU:n skickas ofta till ingångsstiftet på drivenhetens IC genom sex inverterande (gemensamma fas) buffertar, från CPU:n till drivrutinen IC och sedan till triggerterminalen på invertermodul. Om en av de 6 signalerna avbryts kan omriktaren rapportera ett OC-fel. Rörspänningsfallet för IGBT-rören i de nedre tre bryggarmarna på inverterbryggan detekteras och bearbetas av modulfelsdetekteringskretsen när den slås på. IGBT-rören i de övre tre bryggarmarna har detektering av rörspänningsfall i ett litet antal växelriktare, och detekteringskretsen för rörspänningsfall är utelämnad i de flesta växelriktare. När IGBT-röret som förlorar exciteringspulsen råkar ha en detekteringskrets för rörspänningsfall, efter att exciteringspulsen har förlorats, kommer detekteringskretsen att rapportera ett OC-fel och växelriktaren kommer att stängas av för skydd; (2) Växelriktaren kan ha fasavvikelse. IGBT-röret som förlorar excitationspulsen är röret utan en rörspänningsfallsdetekteringskrets. Endast det avstängda undertrycket existerar, vilket kan göra det tillförlitligt avstängt. Fasbryggarmen har endast halvvågsutgång, vilket gör att växelriktaren går i fasavvikelse. Som ett resultat genereras en DC-komponent i motorlindningen, som också bildar en stor överspänningsström (offentlig räkning: Pump Butler), vilket gör att modulen stöts och skadas! Sannolikheten för skada är dock lägre än den första orsaken.
Om denna pulsöverföringsväg alltid är bruten, även om modulfelkretsen inte kan spela en roll, kan strömdetekteringskretsen såsom den ömsesidiga induktorn spela en roll och kan också spela en skyddande roll. Det befaras dock att denna överföringsväg kommer att kopplas bort då och då på grund av fel som dålig kontakt, och till och med ha slumpmässig frånkoppling. Strömdetekteringskretsen är oförklarlig och har ingen tid att reagera, vilket gör att växelriktaren orsakar "intermittent fasavvikelse" -utgång, bildar en stor slagström och skadar modulen. Motorn kommer att "hoppa" i detta utgångsläge och göra ett "klickande" ljud, och värmegenereringen och förlusten kommer att öka avsevärt, och det är också lätt att skadas.
3. Strömdetekteringskretsen och modultemperaturdetekteringskretsen misslyckas eller misslyckas, och modulen kan inte effektivt skydda mot överström och överhettning, vilket orsakar skada på modulen.
4. Efter att energilagringskondensatorkapaciteten för huvud-DC-kretsen minskar eller tappar kapacitet, ökar den pulserande komponenten i DC-kretsens spänning. Efter att växelriktaren har startat är det inte uppenbart i tomgångs- och obelastade förhållanden, men under den laddade startprocessen stiger kretsspänningen, växelriktarmodulen exploderar och skadas, och skyddskretsen är också i förlust
För växelriktare som har varit igång i många år, efter att modulen är skadad, kan inspektionen av energilagringskondensatorkapaciteten för DC-kretsen inte ignoreras. Fullständig förlust av kapacitans är sällsynt, men när det väl händer kommer det att orsaka skada på växelriktarmodulen under belastningsstartprocessen, vilket också är säkert!
3. Ett litet antal hushållsväxelriktare med dålig kvalitet och dåligt utförande har moduler som är extremt lätta att skada. Ja, under de senaste åren har konkurrensen på växelriktarmarknaden blivit allt hårdare, och vinstmarginalen för växelriktare har blivit allt smalare, men konkurrenskraften för deras egna produkter kan förbättras genom tekniska framsteg och förbättrad produktivitet. Det är oklokt att öka sina marknadsandelar genom att använda gamla produkter som nya, sämre produkter som bra, och minska modulkapaciteten för att skära hörn. Det är ett kortsiktigt och kortsiktigt beteende. 1. Dålig kvalitet och dåligt utförande ökar felfrekvensen i växelriktarens felskyddskrets. Växelriktarmodulen kan inte effektivt skyddas av skyddskretsen, vilket ökar sannolikheten för modulskada. 2. Kapacitetsvalet för växelriktarmodulen bör i allmänhet nå mer än 2,5 gånger märkströmmen för att säkerställa långsiktig säker drift. Till exempel bör en 30kW växelriktare med en märkström på 60A använda en modul på 150A till 200A. Att använda 100A är för litet. Men vissa tillverkare vågar använda 100A-moduler för installation! Vad värre är, det finns också de som använder gamla och sämre moduler. Denna typ av växelriktare är inte bara lätt att skada modulen under drift, utan exploderar också ofta under uppstartsprocessen! Personalen som installerade den här typen av växelriktare på plats var rädda och använde en träpinne för att trycka på startknappen på manöverpanelen på avstånd.
Modulen med liten kapacitet måste kunna köras knappt. Modulen är överbelastad och skyddskretsen blir värdelös (skyddad av växelriktarens markerade effektkapacitet istället för modulens faktiska kapacitetsvärde). Det är verkligen onormalt att modulen inte exploderar ofta.
Den här typen av maskiner verkar vara väldigt "heta" när den först börsnoteras på grund av dess låga pris, men det kommer inte att ta lång tid för tillverkaren att gå i konkurs.
Denna tredje orsak till modulskada bör inte vara en orsak. Jag hoppas att orsakerna till modulskador inom en snar framtid bara kommer att vara de två första orsakerna.
För hushållsväxelriktare kan ibland ett korn av råttavföring förstöra hela grytan med soppa. Många växelriktare är fortfarande bra, inte sämre än utländska produkter och av hög kvalitet och lågt pris.
