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變頻器充電電阻和主電容常見故障原因分析

一般的變頻器主電路中,會使用充電電阻、限流電阻、電解電容和二極管等元器件組成充電電路。當變頻器剛上電時,直流側的主電容容量非常大,在剛充電的瞬間對電流相當于短路,電流會很大,所以需要在整流橋與電解電容之間加上充電電阻,否則會相當于380V電源直接對地短路,瞬間整流橋通過無窮大的電流導致整流橋炸掉。

需要注意的是,實際應用中為了避免充電電阻過熱損壞,還需要根據具體情況合理選擇充電電阻的大小和數量,以確保其能夠長期穩定工作。

一般情況下,變頻器功率越大,充電電阻越小。因為變頻器功率越大,需要電解電容的容量就越大,而電容器的容量越大,所需要充電的時間就越長。RC決定充電時間,要想充電時間盡量短,只有把充電電阻R取小。所以一般充電電阻最大值最好不要超過300Ω,最小值最好大于等于10Ω,把握的原則就是:大功率變頻器選擇充電電阻小,小功率變頻器充電電阻大。

主電容一般選擇經驗值為≥60μF/A。例如,一臺15kW的變頻器額定電流為30A,需要的電容容量為≥60μF/A×30 A即至少為1800μF,所以一般選擇4個2200μF(二并二串)或者2個4700μF的電容(二串聯)。當然還要考慮所選電容器的品牌,品牌不同,質量相差會很大。

變頻器主電容是經常出現故障的元器件,電容不良或失效以后(或容量變小),低負載運行時表面上看不出什么異常,但接入較大功率負載后(滿載運行)情形就不一樣了。此時變頻器直流回路已完全或者部分喪失儲能濾波能力。

但儲能電容不良故障往往又較為隱蔽,可以說是軟故障,容易被人忽視。有的電容測其容量似乎沒有問題,也可以運行,但在運行中是一大隱患。尤其是大功率變頻器中的電容,如果環境惡劣運行年久,其引出電極常年累月經受數百赫茲的大電流充、放電沖擊,出現不同程度的腐蝕氧化現象,用電容表測量,容量無異常,但接在電路中,則因充、放電內阻增大,致使直流回路電壓跌落,變頻器不能正常工作,儲能電容失容后還極易出現諧振過電壓導致模塊炸裂。

因此,檢修三年以上或運行年限更長的變頻器,不能忽略對儲能電容的檢查;對逆變模塊說不清道不明原因的損壞,則應徹底檢查、更換直流回路中的儲能電容!

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