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1 变频器周围环境引发的炸机问题
1.1 变频器的环境温度
低压变频器安装在海拔2000米以下,一般工作温度范围在0-40度,由于变频器的不同外形尺寸(功率等级)、不同过载系数,变频器所允许的温度范围会有差异。环境温度过高,不利于变频器散热,容易引发功率器件故障。对于低于零下温度,变频器的电解电容、功率器件以及其他元器件更容易发生问题,需要特殊设计,所以环境温度过高过低都容易出问题。
1.1.1 环境温度过高:
环境温度高,实际上变频器的散热器与环境的温差小,进而功率器件内部与散热器温差小,不利于功率器件散热,导致功率器件内部热累积,导致功率器件工作异常甚至损坏。(在以往推文《过温保护》中有具体介绍)
1.1.2 环境温度过低:
如果环境温度过低,比如0度以下,在变频器工作过程中,IGBT会有周期交变电流流过,IGBT管子内部温度与外部温差过大。导致IGBT内部出现热应力,导致IGBT损坏,甚至炸机。
1.1.3 环境温度骤然变化:
温度骤然变化,可能导致变频器出现凝露现象,导致变频器内部短路;
1.2 变频器的环境湿度:
湿度,表示空气干湿程度的物理量,在一定的温度下一定体积的空气里,含有的水汽的多少。变频器工作过程中所允许的最大湿度为97%,且无凝露现象,湿度过大容易在变频器的铜排等金属表面形成凝露,电气绝缘下降,容易造成炸机。
<图1-1 变频器环境湿度大导致内部结露及拉弧炸机>
1.2.1 环境温度、湿度、露点表:
比如环境温度是30度,空气湿度是20%,那么结露点的温度在4.7度。
1.2.2 环境湿度过大:
通常采取除湿、通风、干燥等方法改善环境湿度,对于变频器柜机,可以加装抗冷凝加热器,进而防止外界湿气进入柜体内部。
<图1-2 变频器柜机抗冷凝加热器>
1.3 变频器周围粉尘:
1.3.1 粉尘聚集在导体上:
导电粉尘聚集在铜排、印刷电路板表面,减小器件间的爬电距离,甚至直接造成短路;普通粉尘聚集在铜排、印刷电路板表面,加上环境潮湿,也会减小器件间的爬电距离,最终也会导致炸机情况。
1.3.2 粉尘聚集在散热通道上:
粉尘聚集在散热器或者散热风道上,会导致散热不好、通风不畅,变频器报过热故障,甚至出现功率器件损坏,炸机情况。
<图1-3 堵塞的散热器风道>
1.4 变频器周围腐蚀性气体:
变频器周围腐蚀性气体,比如硫化氢、二氧化硫等酸性气体,加之环境潮湿,可能导致线路板腐蚀、芯片管脚腐蚀,导致控制电路异常,最终可能导致炸机。
1.5 如何减少环境对变频器的损伤:
1) 如果变频器工作场合腐蚀性气体超标,建议客户优先降低腐蚀性气体含量。
2) 主电室整体安装空调,保证变频器的正常工作环境。
3) 变频器机柜安装空调。
4) 变频器机柜安装抗冷凝加热器。
5) 变频器机柜安装时,底部用防火泥严密封堵。
6) 变频器机柜进风口加装过滤棉。
2016年开始使用G120,共有100多个(CU240E-2PN+PM240或PM240-2),目前为止只有一个PM240出现问题,不能用。还要两个CU240E-2PN莫名其妙丢失IP地址。
用了西家变频器这么多年,就碰到过一次G150的,烧东西了。原因是柜内母排上的一个螺丝掉落导致(现场调试完正式生产不到2个月)。
很多时候,由于现场的环境较差,搬家等停等时间较短,而且清理柜内不太容易,导致使用多年的设备,柜内积灰都比较严重。
电器元件既怕冷也怕热。和人似的。只不过比人承受温度范围要宽一些。给它盖个豪宅倒是没必要,但通风散热,遮风挡雨的居住条件还是要的,而且有条件也让它享受一下空调。就更好了。
西门子的变频器对环境的要求还是很高的,
我有三个配电室,一楼的配电室灰尘多而且温度高,这里的PM240经常炸机
二楼两个都是密封的配电室,内有空调,变频器基本没有问题。对比性还是很强的。
变频器自身有一个防护等级,IPXX,它与装置的安装环境是对应适配的,我们国内的一些同行,似乎不注意这些防护标准,也懒得为变频器制造合适的安装环境,导致变频器的防护等级与实际安装环境不匹配,造成炸机故障发生。
这就像人,谁都在营造自己的舒适起居环境,享有一个安逸的房子,里面要装空调。住在里面舒舒服服的。变频器也一样,环境不合适,就会英年早逝的。你不珍惜它,它就得早死了。你如果呵护它,它就能平安无事了吧。
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