变频器论文(变频器凝露的危害及预防措施)

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变频器论文(变频器凝露的伤害及预防办法)

变频器在我国有着普遍的运用,而凝露会严重影响变频器的正常运行。作者首先探讨了凝露的发生和其对变频器的伤害,并介绍了清除凝露的重要办法,在此基本上,笔者联合实例,剖析了变频器事故的发生原因,并提出了相应的防备办法。

我国各行各业普遍的运用着大批的变频器。由于运用范畴普遍,加之我国幅员广阔,势必有大批的变频器工作在潮湿的环境之中,比如安装在我国潮湿多雨的沿海地域和南方地域的变频器、或安装在江湖和潮湿山地邻近的风电机组变频器、或工作在河流、湖泊和海边的变频器装置。

受空气湿度的影响,一旦工作环境温度发生较大变更,就有可能导致变频器涌现凝露现象,使得其内部功率器件、电路板等部位发生必定量的液态水,在与变频器内部积聚的灰尘混杂后,就会对变频器的电气绝缘造成严重的影响,严重的还会发生通路,导致变频器涌现故障,影响正常的运行。

举例而言,液态水附着于功率器件散热板之上,会导致IGBT的栅极和漏极之间形成通路,并严重损坏IGBT的栅极,导致IGBT失去正常功效;再比如液态水附着于电路板之上,会导致相应端子涌现短路现象,进而造成脉冲凌乱,严重的还会导致桥间短路等故障现象的涌现。

通过百思特网上述介绍,可以发明凝露现象会严重影响和威逼变频器的正常稳固运行,一旦变频器工作于潮湿的环境之中,就必定要采用准确的办法来预防和清除凝露现象。

1 凝露的形成及其对变频器发生的伤害

自然条件下的空气,是由少量尘埃、水汽以百思特网及绝干空气所组成。空气所能够容纳的水汽与环境温度成正比,即环境温度越高,空气就能够容纳更多数目的水汽。而所谓的露点温度,是指特定湿度空气涌现凝露现象的最高温度。

在较高温度下包容在空气中的水汽,由于温度的降低,会使得无法持续容纳于空气中的水汽,通过液态水的情势析出。如果湿度较大且温度相对较高的空气,碰到温度相对较低(低于该条件下空气的露点温度)的变频器的固态表面,就会发生凝露现象,进而在变频器相干部件的表面发生必定量的液态水。

当液态水与变频器内部的灰尘混杂后,会发生相应的导电通道,进而对变频器的电气绝缘造成影响,使得本该不导电的区域转换为正常导电的区域。

举例来说,一旦混杂了灰尘凝露附着于IGBT功率器件的表面,会导致IGBT的栅极和漏极之间形成通路,严重损坏IGBT的栅极,导致IGBT失去正常功效;又比如混杂了灰尘凝露附着于掌握电路板之上,会百思特网使得电路板发生本来不存在的导电通道,导致逻辑脉冲涌现凌乱,进而发生电源短路、电子元器件失效等故障,尽管部分电路板进行了相应的涂覆处置,但由于质量和盲点等因素的影响,总会在某些元器件的底部、电路衔接处等部分发生凝露现象。

2 凝露的清除办法

通过对温差和湿度等凝露形成条件的损坏,可以起到从基本上清除凝露现象产生的目标。损坏了任何一个形成条件,变频器都不会涌现凝露现象。

目前,较为通行和常用的凝露清除办法有:温度掌握法和湿度掌握法,前者旨在下降相对温度,而后者旨在下降相对湿度。

1)温度掌握

阻拦凝露的形成,可以通过损坏温差这一凝露形成条件来实现。由于变频器柜体内部相对封锁,若可以让柜体温度始终高于露点温度,就不会发生凝露。受该思想的影响,现阶段重要有两种温度掌握计划:

第一种计划包含通风口和加热器等。一般情形下通风口都设置了过滤器,不仅能够杜绝大批灰尘进入变频器内部,而且还能够确保IP防护等级。

该计划的重要要点在于一旦湿渡过大即开端加热,温度晋升时就加大通风。在湿度超过预先设定的数值时,触发加热动作,进步变频器内部温度,进而有效掌握相对湿度条件,在温度到达预先设定的阀值之后,起动通风,从而使得变频器内部进入必定量的外部新风,从而确保变频器内外始终坚持一致的空气相对湿度,温度始终坚持在正常的规模之内。一般情形下,当温度超过40℃就起动通风体系,相对湿度超过80%就起动加热器。

第二种计划的重要思路为:变频器内部冷却才能相对可控,确保柜内温度始终坚持在必定的规模之内,当湿度超过阀值,就下降变频器的散热才能,通过变频器所发生的功耗来进步变频器柜内温度,从而杜绝凝露现象的涌现;当温度超过阀值,就进步散热才能,杜绝温渡过高影响变频器的正常运行。

该计划下的变频器柜体大多采取的是完整密封的情势,有效杜绝了烟雾、有害气体和灰尘进入柜体内部,便于变频器长期、可靠和正常的运行。

2)湿度掌握

通过减少水汽含量,有效下降空气相对湿度,从而杜绝凝露现象的发生。重要包含以下三种计划:温差除湿法、吸附及膜式除湿法和冷凝除湿法。

温差除湿法:在变频器内部安装有利于凝露的散热器,从而使得凝露仅形成于该散热器之上,从而不会在变频器内部其他部位形成凝露,散热器上形成的冷凝水通过出口向外排出,以便确保柜内始终坚持相对干燥的环境。

吸附及膜式除湿法:在变频器柜内设置相应的吸附材质来起到水汽吸附的目标,确保柜内始终坚持相对干燥的环境;也可以通过膜过滤器的设置,来起到阻隔水汽的目标,只让干空气通过过滤器,使变频器内部只流入相对干燥的空气。

冷凝除湿法:在变频器内部设置温度最低点,使得凝露仅发生于该处,从而有效下降变频器内部的相对湿度,使得变频器内部始终坚持相对干燥的环境。

3现实案例剖析

笔者在工作中曾遇到某型变压器由于受潮湿空气影响,造成其在工作进程中,功率模块发生击穿销毁的事故。笔者接下来会在描写故障现象的基本上,剖析原因,并提出相应的防备办法。

1)事故描写

在发明变频器无法正常运行之后,打开整流柜面板,看到R相的缓冲电容和IGBT被销毁炸裂,且触发线被完整烧坏,IGBT和缓冲电容之间的绝缘纸涌现部分烧蚀碳化的现象,IGBT炸裂发生的金属严重烧坏了其下方的5只电解电容,同时直流熔断器被熔断,负极铜排被严重烧坏,母线铜排和固定螺丝被完整熔在一起。调阅报警历史后发明,DCF=1直流保险处于开路状况,并且三相交换进线T相、R相熔断器没有发生任何动作。

2)事故原因的剖析

由于在上电之前,整流柜要经过大约3秒左右的充电进程,在完成充电之后,通过反馈信号实现主接触器的吸合动作,接着断开充电电阻回路。但在操作进程中,合掌握电源的同时就发生了短路现象,导致主接触器未能发生吸合动作。事故产生后,检讨发明充电回路的充电电阻器和接触器被完整烧坏,从而得出充电进程中就产生短路故障的结论。

调阅整流柜报警历史后发明,DCF=1直流保险处于开路状况,接触器和充电电阻被烧坏、IGBT击穿、2000A直流熔断器被熔断,从而得出逆变回路未产生短路故障,整流部分涌现短路故障的结论。通过进一步的现场检讨后发明,正负铜排间存在显著的绝缘纸碳化现象,且母排间有显著的爬电迹象,从而得出直流母排间短路的结论。

事故产生时,所在地已经持续降雨超过半月,空气湿度已超过80%,在事故原因的检讨剖析进程中,发明柜体内有显著的凝露现象。由于该整流柜在事故产生前一直处于停用状况,造成铜排涌现结露现象,加之密封的柜内环境下,变频器工作时柜体排风扇才正常运行,难以有效消除柜内的潮湿空气,导致绝缘纸受潮,进而大幅下降了正负电排之间的绝缘才能。

变频器在充电进程中,因为器件和线路存在的杂散电感的影响,开关瞬间会发生较大的瞬间充电电流,而正负母排会因为较弱的绝缘才能而发生绝缘拉弧现象,母线电压上会叠加电容反馈的伟大电流和短路电流,从而导致IGBT里的PN结涌现雪崩电压击穿现象,进而完整失去正常功效、缓冲电容炸裂和IGBT短路炸裂。因为受到瞬间短路电流触头粘连的影响,充电回路接触器会使得充电电容被严重烧坏。

3)具体防备办法的提出

凝露发生的三大因素:露点温度、湿度和环境温度的关系曲线具体见图1。

图1 相对湿度、凝露温度和环境温度曲线

联合现场实际情形和凝露形成条件,笔者提出了以下几条重要的凝露防备办法:

首先是强化变频器柜体工作环境的温湿度掌握,开启室内空调,并将其调剂为除湿模式。在正常运行进程中,由于变频器的自身发热,会使得柜内温度要大于外界的环境温度,而一旦变频器停滞运行,柜内温度会迟缓下降到相应的露点温度。所以,笔者以为在变频器停滞运行的状况下,要相应的下降室内空调的温度设置,避免环境温度高于变频器柜内温度。

其次在变频器在正常运行进程中,要确保柜内加热器处于停用状况,反之,要确保加热器处于正常运行状况,以便确保环境温度始终低于变频器柜内温度。为实现主动恒温调节的功效,加热器务必应用PTC材质。

对已有凝露掌握器进行改革,并设置3个温度传感器,其装设地位为:2个装设于变频器柜内的相应地位,1个装设在柜外,以便实现柜体温度和柜外环境温度监测的目标。通过确保柜内温度来杜绝凝露条件的发生,从而有效防备凝露现象的涌现。

4 结论

凝露现象会严重影响变频器的正常运行,笔者所提出的几点预防凝露的办法可以有效下降凝露现象的涌现,减少事故产生的几率,确保变频器可以长期、稳固和可靠的运行。