¿Realmente no se quemará el motor si se utiliza un convertidor de frecuencia?
1 Daños causados por carga anormal
Es cierto que el circuito de protección del inversor ya está bastante completo. Para proteger el costoso módulo inversor, cada fabricante de inversores ha trabajado mucho en su circuito de protección, desde la detección de corriente de salida hasta la detección de caída de voltaje del tubo IGBT del circuito de accionamiento, y se esfuerza por implementar la protección de sobrecarga más rápida con la respuesta más rápida. ¡velocidad!
Desde la detección de voltaje hasta la detección de corriente, desde la detección de temperatura del módulo hasta la detección de pérdida de fase de salida, etc., no existe un circuito de protección eléctrica que esté tan enfocado y dedicado como el inversor. Cuando el vendedor de inversores menciona el rendimiento del inversor, también debe mencionar la función de protección del inversor y, a menudo, inconscientemente promete al usuario: Con el inversor, su función de protección integral, su motor no se quemará fácilmente. ¡Este vendedor no sabía que esta promesa le traería una gran pasividad!
¿Realmente no se quemará el motor al utilizar un convertidor de frecuencia? Mi respuesta es: en comparación con la fuente de alimentación a frecuencia industrial, es más probable que el motor se queme cuando se utiliza un convertidor de frecuencia, y la fácil combustión del motor hace que el módulo inversor del convertidor de frecuencia también sea fácil de "descartar" juntos. El sensible circuito de protección contra sobrecorriente del convertidor de frecuencia no puede hacer nada en este caso y no desempeña ningún papel. Esta es una de las principales causas externas de daños al módulo del convertidor de frecuencia. Déjame decirte el motivo.
Un motor puede funcionar en el estado de frecuencia industrial. Aunque la corriente de funcionamiento es ligeramente mayor que la corriente nominal, hay un cierto aumento de temperatura después de un funcionamiento prolongado. Este es un motor enfermo. De hecho, puede funcionar antes de que se queme. Pero después de conectarlo al convertidor de frecuencia, con frecuencia se sobrecargará y no podrá funcionar. Esto no es gran cosa.
Un motor puede funcionar en el estado de frecuencia industrial. Los usuarios lo utilizan con normalidad desde hace muchos años. Preste atención a la palabra "muchos años". Los usuarios quieren ahorrar en las facturas de electricidad o necesitan realizar una transformación de conversión de frecuencia debido a la transformación del proceso. Pero después de conectarse al convertidor de frecuencia, las fallas de OC saltarán con frecuencia. Esto es bueno. La protección se apaga y el módulo no está roto.
Lo aterrador es que el inversor no se disparó inmediatamente debido al fallo OC, sino sin ningún motivo durante el funcionamiento: después de sólo tres o dos días de funcionamiento, el módulo explotó y el motor se quemó. El usuario culpó al vendedor: El inversor que instaló era de mala calidad y quemó mi motor, ¡así que tiene que compensarlo!
Antes de esto, el motor parecía estar muy bien y funcionaba bien. Se midió la corriente de funcionamiento y, debido a que la carga era liviana, solo alcanzó la mitad de la corriente nominal; Se midió la fuente de alimentación trifásica, 380V, y resultó muy equilibrada y estable. Realmente parece que el inversor se dañó y el motor también.
Si estuviera allí, sería justo: no culpe al inversor, es su motor el que ya tiene una "enfermedad terminal" y de repente se rompió y el inversor resultó dañado.
El aislamiento de los devanados del motor se ha reducido considerablemente debido al aumento de la temperatura de funcionamiento del motor y a la humedad, e incluso tiene defectos de aislamiento obvios, que se encuentran en el punto crítico de ruptura de voltaje. Bajo la condición de suministro de energía de frecuencia eléctrica, la entrada del devanado del motor es un voltaje de onda sinusoidal trifásico de 50 Hz, el voltaje inducido generado por el devanado también es bajo y el componente de sobretensión en la línea es pequeño. La reducción del aislamiento del motor puede provocar sólo una "fuga de corriente" discreta, pero el fenómeno de ruptura de tensión aún no se ha producido entre las vueltas y fases del devanado, y el motor todavía está "funcionando normalmente".
Cabe decir que a medida que el grado de envejecimiento del aislamiento se profundiza aún más, incluso si todavía está bajo suministro de energía de frecuencia eléctrica, se cree que en un futuro cercano, el motor eventualmente se quemará debido a la ruptura de voltaje entre fases o devanados causada por envejecimiento del aislamiento. Pero el problema es que ahora no se ha quemado.
Después de conectarse al inversor, las condiciones de suministro de energía del motor se han vuelto "malas": la forma de onda PWM emitida por el inversor es en realidad un voltaje portador de varios kHz o incluso más de diez kHz, y varios componentes del voltaje armónico también serán generado en el circuito de alimentación del devanado del motor.
De las características de la inductancia, se puede ver que cuanto más rápida es la velocidad de cambio de la corriente que fluye a través del inductor, mayor es el voltaje inducido del inductor. El voltaje inducido del devanado del motor es mayor que el de la fuente de alimentación de frecuencia industrial (cuenta pública: Pump Butler). Los defectos de aislamiento que no se pueden exponer durante el suministro de energía a frecuencia industrial no pueden resistir el impacto del voltaje inducido bajo la portadora de alta frecuencia, por lo que se produce una ruptura de voltaje entre las espiras o fases del devanado. El cortocircuito entre las fases y espiras del devanado del motor provocó un cortocircuito repentino del devanado del motor. Durante el funcionamiento, el módulo explotó y el motor se quemó.
En la etapa inicial de arranque del inversor, debido a que la frecuencia de salida y el voltaje están dentro de una amplitud relativamente baja, cuando hay una falla en el motor de carga, aunque se genera una gran corriente de salida, esta corriente a menudo está dentro del valor nominal. el circuito de detección de corriente se activa a tiempo, el inversor implementa una acción de apagado protectora y el módulo no corre peligro de explotar.
Sin embargo, si el voltaje y la frecuencia de salida trifásicos alcanzan una gran amplitud cuando funciona a máxima velocidad (o cerca de la máxima velocidad), si hay una ruptura de voltaje en el devanado del motor en este momento, se formará instantáneamente una enorme sobrecorriente. y el módulo inversor no podrá resistirlo y explotará y dañará antes de que se active el circuito de detección de corriente.
De esto se puede ver que el circuito de protección no es omnipotente y cualquier circuito de protección tiene sus "costillas débiles". El inversor no tiene poder contra la caída repentina de voltaje del devanado del motor durante el funcionamiento a máxima velocidad y no puede desempeñar un papel protector eficaz. No sólo el circuito de protección del inversor, sino cualquier protector del motor no puede proporcionar una protección eficaz contra fallos tan repentinos. Cuando ocurren tales fallas repentinas, sólo se puede declarar que el motor efectivamente ha "muerto".
Este tipo de falla es un golpe fatal para el módulo de salida del inversor y no hay escapatoria.
Otras razones causadas por el suministro de energía o la carga, como sobretensión, subtensión, carga pesada o incluso sobrecorriente causada por el bloqueo, pueden proteger eficazmente la seguridad del módulo bajo la premisa de que el circuito de protección del inversor es normal. y la probabilidad de daño del módulo se reducirá considerablemente. No lo discutiré aquí.
2. Daño del módulo causado por un circuito inversor defectuoso
1. El circuito de accionamiento defectuoso causará daños primarios al módulo.
Desde el modo de fuente de alimentación del circuito de accionamiento, se puede ver que generalmente funciona con fuentes de alimentación positivas y negativas. +15El voltaje V proporciona el voltaje de excitación del tubo IGBT para encenderlo. -5V proporciona el voltaje de corte del tubo IGBT para hacerlo confiable y rápido. Cuando el voltaje +15V es insuficiente o se pierde, el tubo IGBT correspondiente no se puede encender. Si el circuito de detección de fallas del módulo del circuito de accionamiento también puede detectar el tubo IGBT, el circuito de detección de fallas del módulo puede informar la señal OC tan pronto como el inversor se pone en funcionamiento, y el inversor implementa la acción de apagado de protección, que es casi inofensiva. al módulo.
En caso de que el voltaje negativo de corte de -5V sea insuficiente o se pierda (al igual que el puente rectificador trifásico, primero podemos considerar el circuito de salida del inversor como un puente inversor, y los tubos IGBT forman tres brazos de puente superiores). y tres brazos de puente inferiores, como los tubos IGBT del brazo de puente superior de fase U y del brazo de puente inferior de fase U), cuando se estimula y enciende el brazo de puente superior (inferior) de cualquier fase, el brazo inferior correspondiente puente (superior) El tubo IGBT del brazo será cargado por la capacitancia de la unión de la puerta del colector del tubo IGBT a la capacitancia de la unión de la puerta-emisor debido a la pérdida del voltaje negativo de corte, lo que resultará en una mala conducción del tubo y de los dos tubos. ¡Forme un cortocircuito en la fuente de alimentación de CC! La consecuencia es: ¡los módulos explotan!
La pérdida de voltaje negativo en el corte puede deberse a daños en el IC del controlador, daños en el tubo inferior de la etapa del controlador de potencia (generalmente compuesto por un amplificador de potencia seguidor de voltaje complementario de dos etapas) después del IC del controlador, mala conexión del cable del terminal del disparador, o rama de suministro de energía negativa deficiente del circuito del controlador o falla del capacitor del filtro de suministro de energía. Una vez que ocurra cualquiera de los fenómenos anteriores, ¡será un golpe fatal para el módulo! Es irreversible.
2. Una ruta de transmisión de pulso deficiente también representará una amenaza para el módulo. La salida de pulso del inversor PWM del canal 6- de la CPU a menudo se envía al pin de entrada del IC del controlador a través de seis buffers inversores (fase común), desde la CPU al IC del controlador y luego al terminal de disparo del módulo inversor. Si una de las 6 señales se interrumpe, el inversor puede informar una falla de OC. La caída de voltaje de los tubos IGBT en los tres brazos inferiores del puente inversor es detectada y procesada por el circuito de detección de fallas del módulo cuando se enciende. Los tubos IGBT en los tres brazos superiores del puente tienen detección de caída de voltaje en un pequeño número de inversores, y el circuito de detección de caída de voltaje en el tubo se omite en la mayoría de los inversores. Cuando el tubo IGBT que pierde el pulso de excitación tiene un circuito de detección de caída de voltaje en el tubo, después de que se pierde el pulso de excitación, el circuito de detección informará una falla de OC y el inversor se apagará por protección; (2) El inversor puede tener una desviación de fase. El tubo IGBT que pierde el pulso de excitación es el tubo sin circuito de detección de caída de voltaje. Sólo existe la presión negativa de corte, lo que puede hacer que se corte de manera confiable. El brazo del puente de fase tiene solo salida de media onda, lo que hace que el inversor funcione con desviación de fase. Como resultado, se genera un componente de CC en el devanado del motor, que también forma una gran sobrecorriente (cuenta pública: Pump Butler), lo que provoca que el módulo sufra un impacto y se dañe. Sin embargo, la probabilidad de daño es menor que la primera razón.
Si esta ruta de transmisión de pulsos siempre está rota, incluso si el circuito de falla del módulo no puede desempeñar un papel, el circuito de detección de corriente, como el inductor mutuo, puede desempeñar un papel y también puede desempeñar un papel de protección. Sin embargo, se teme que esta vía de transmisión se desconecte de vez en cuando debido a fallas como un mal contacto, e incluso tenga una desconexión aleatoria. El circuito de detección de corriente es inexplicable y no tiene tiempo para reaccionar, lo que hace que el inversor genere una salida de "desviación de fase intermitente", formando una gran corriente de impacto y dañando el módulo. El motor "saltará" en este estado de salida, emitiendo un sonido de "clic", y la generación y pérdida de calor aumentará significativamente y también es fácil que se dañe.
3. El circuito de detección de corriente y el circuito de detección de temperatura del módulo fallan o fallan, y el módulo no puede proteger eficazmente contra sobrecorriente y sobrecalentamiento, lo que causa daños al módulo.
4. Después de que la capacidad del capacitor de almacenamiento de energía del circuito principal de CC disminuye o pierde capacidad, el componente pulsante del voltaje del circuito de CC aumenta. Después de arrancar el inversor, no es obvio en condiciones sin carga y sin carga, pero durante el proceso de arranque con carga, el voltaje del circuito aumenta, el módulo del inversor explota y se daña, y el circuito de protección también tiene pérdidas.
Para inversores que han estado funcionando durante muchos años, después de que el módulo se daña, no se puede ignorar la inspección de la capacidad del capacitor de almacenamiento de energía del circuito de CC. La pérdida completa de capacitancia es poco común, pero una vez que sucede, causará daños al módulo inversor durante el proceso de inicio de la carga, ¡lo cual también es seguro!
3. Un pequeño número de inversores domésticos de mala calidad y mano de obra de mala calidad tienen módulos que son extremadamente fáciles de dañar. Sí, en los últimos años, la competencia en el mercado de inversores se ha vuelto cada vez más feroz y el margen de beneficio de los inversores se ha vuelto cada vez más estrecho, pero la competitividad de sus propios productos se puede mejorar mediante el progreso tecnológico y la mejora de la productividad. No es prudente aumentar su cuota de mercado utilizando productos antiguos como nuevos, productos inferiores como buenos y reduciendo la capacidad de los módulos para tomar atajos. Es un comportamiento miope y cortoplacista. 1. La mala calidad y la mala mano de obra aumentan la tasa de fallas del circuito de protección de fallas del inversor. El módulo inversor no puede protegerse eficazmente mediante el circuito de protección, lo que aumenta la probabilidad de que se dañe el módulo. 2. La selección de capacidad del módulo inversor generalmente debe alcanzar más de 2,5 veces la corriente nominal para garantizar un funcionamiento seguro a largo plazo. Por ejemplo, un inversor de 30 kW con una corriente nominal de 60 A debería utilizar un módulo de 150 A a 200 A. Usar 100A es demasiado pequeño. ¡Pero algunos fabricantes se atreven a utilizar módulos de 100 A para la instalación! Lo que es peor, también hay quienes utilizan módulos antiguos e inferiores. ¡Este tipo de inversor no solo daña fácilmente el módulo durante el funcionamiento, sino que también explota a menudo durante el proceso de inicio! El personal que instaló este tipo de inversor en el sitio tuvo miedo y usó un palo de madera para presionar el botón de inicio en el panel de operación desde la distancia.
El módulo con pequeña capacidad debe poder funcionar apenas. El módulo se sobrecarga y el circuito de protección se vuelve inútil (protegido por la capacidad de potencia marcada del inversor en lugar del valor de capacidad real del módulo). Es realmente anormal que el módulo no explote con frecuencia.
Este tipo de máquina parece estar muy "de moda" cuando aparece por primera vez debido a su bajo precio, pero el fabricante no tardará en declararse en quiebra.
Esta tercera razón del daño del módulo no debería ser una razón. Espero que en un futuro próximo las razones del daño del módulo sean solo las dos primeras.
Para los inversores domésticos, a veces un grano de excremento de rata estropea toda la olla de sopa. Muchos inversores siguen siendo buenos, no inferiores a los productos extranjeros y de alta calidad y bajo precio.