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维修常见问题

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变频器维修中浅析电抗器的问题

变频器

通用变频器维修中整流部分采用了二极管不可控桥式整流电路,中间滤波部分采用大电解电容作为滤波器,所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流,呈较为陡峻的脉冲波,其谐波分量较大。为了消除谐波,可采用以下对策:

通常情况下,在变频器维修中增加供电电源内阻抗,电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越小;电源容量相对变频器容量越大时,则内阻抗值相对越小,谐波含量越大。当电源内阻为4%时,可以起到很好的谐波抑制作用。所以选择变频器供电电源变压器时,最好选择短路阻抗大的变压器。

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在变频器维修中需要安装电抗器实际上是从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧安装输入电抗器,抑制谐波电流。提高功率因数以及削弱输入电路中的浪涌电压、电流对变频器的冲击,削弱电源电压不平衡的影响,一般情况下,都必须加进线电抗器。交流电抗器的结构是在三相铁心上绕上三相线圈,实物外形如下图所示。由于电抗器是长期接入电路的,故导线截面积应足够大,应能允许长时间流过变频器的额定电流。

其实,大多数变频器维修说明书中的选配件连接图上,往往都有加装输入电抗器这一部分的,如下图所示。但在实际安装过程中,用户的要求是价格低、满足使用要求就行了,使得技术人员在安装中也往往将输入电抗器“省略”掉了,虽然安装初期并无异常现象。殊不知,这样给日后的运行带来无尽的后患。

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例如,在某地安装了一台小功率变频器,先后出现了烧毁三相整流桥的故障。维修变频器为2.2 kw,所配电机为1.1 kw,且负载较轻,运行电流不到2 A,电源电压在380 V左右,很稳定。因而现场看不出什么异常。但先后更换了三台变频器,运行时间均不足二个月,检查都是三相整流桥烧毁,原因何在?

变频器维修现场全面检查,发现在同一车间、同一供电线路上还安装了另两台大功率变频器,三台变频器既有同时运行、也有不同时起/停的可能。根据现场分析后认为,大功率变频器的运行与起停,就是小功率变频器损坏的根源所在。这是为什么?

流入两台大功率变频器的非线性电流,使得电源侧电压(电流)波型的畸变分量大大增加(相当于在现场安装了两台电容补偿柜,因而形成了动荡的电容投切电流),但对于大功率变频器而言,由于其内部空间较大,输入电路的绝缘处理易于加强,所以不易造成过压击穿,但小功率变频器,因内部空间较小,绝缘耐压是个薄弱环节,电源侧的浪涌电压冲击,便使其在劫难逃了。

另外,在变频器维修中相对于电源容量而言,小功率变频器的功率显然太不匹配。当变频器的功率容量数倍小于电源容量时,变频器输入侧的谐波分量则大为增强,这种能量,即是危及变频器内三相整流桥的一个不容忽视的因素。

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