粉尘等恶劣环境对驱动器造成的伤害

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钮慧萍

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粉尘等恶劣环境对驱动器造成的伤害

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2023-12-22 12:34:53

粉尘不仅对人类的健康产生危害,还会对电气设备造成不可逆的影响。

1、粉尘可以使电气设备短路

工业生产过程中发出的粉尘大多为矿藏性粉尘和金属特征粉尘,而这些粉尘的电阻值都不高,又因为粉尘的尘粒荷电性,即飘浮在空气中的尘粒有90%—95%荷正电或荷负电;吸水性,即吸水量多少与环境温度、湿度有关,很容易使粉尘在电气设备的周围凝聚、沉降,然后削减电气距离,损坏电气设备的绝缘强度、在线路过电压或电气操作过程中极易造成电气击穿短路事故。对其安全运行造成很大的危害。

2、粉尘可以使电气开关接触不良

粉尘堆集存于电气开关的触头之间、电磁铁芯之间都会构成电气开关接触不良故障,尤其是在继电器、触摸器控制电路中影响最大。电气控制系统动作不稳定,时好时坏,从而引起的单相运行触头粘连等景象,容易造成设备事故的发生。

3、粉尘构成的通风不良

驱动器的冷却是由散热风道的散热、自带电扇强制冷却和散热器自然散热所完成的,通常因为散热风道粉尘阻塞或机壳上粉尘堆积,使驱动器的温升比往常状况下高,造成驱动器运行温度过高,承载能力降低。

典型案例

这个案例是一台6 R A 8 0的直流调速器,是山东一用户,以铸造、机械加工为主。由于直流调速器的防护等级是 I P 0 0,即不能防接触,也不能防外物进入。用户现场在机械金加工时,产生大量金属铁屑,而金属铁屑经过未经额外防护的装置,进入到装置内部,铁屑伴随着油污附着在印刷线路板的各个角落。图片中用带有磁性的螺丝刀头轻松吸起来大片金属铁屑。这些金属屑的粉尘附着在 P C B板表面,从而导致印刷线路板短路而损坏。 6 R A 8 0直流调速器的防护等级是 I P 0 0,即不能防接触,也不能防外物进入。为此我们为额定直流电流在850安       以下的装置提供了将防护等级提高到 I P 2 0 的可选套件。防护等级 I P 2 0 可以防止人的手指接触到装置内部的零件,防止中等尺寸(直径大于 12.5  mm)的外物进入,但不防水。所以为了避免有小动物、金属粉尘、液体、灰尘等进入调速器, 应将调速器安装在防护等级更高的电气柜内,并尽量在柜门的进风口处安装过滤棉,以便更好地过滤现场生产环境中的粉尘等,电气柜应安置在专门的电气设备房内。


这个是一台 S 1 2 0 的电机模块,从左侧图片中可以看到电源板上一个插脚型功率电阻一个脚上勾了一根弯曲的铜丝,致使与这个引脚较近的小贴片器件打火烧坏。右侧图可以看到熔断器一侧打火,用万用表测量已熔断。 

初步可以断定,金属铜丝通过装置上方的散热孔掉入装置内,由于有些铜丝弯曲且长度较长,半道中被印制板上的元器件阻隔,从而搭接在电路中,致使装置开机运行时造成短路而损坏。 

建议用户在驱动器上方的散热孔处做好防护,不要在其上方作业,以避免异物掉入而造成不必要的损坏。


处理方法: 1、定期监控机柜环境和风扇系统,风扇故障或冷却系统的累积污染导致增加电气柜内的温度 检查点重点应在进气区域(驱动器下方)。 重点是:在风扇发生故障的情况下,机柜/设备中的温度会突然升高。 这在温度缓慢上升的过程中,污染因素起主要作用。 

2、在一个复杂的系统中,需要进行维护工作并且易损件必须定期更换。 典型例子包括:更换冷却装置、风扇、风扇过滤器。 建议对控制柜进行定期维护记录。值得注意的是过滤垫必须根据应用领域定期更换。羊毛过滤器垫可以清除灰尘,但通常必须在油腻的环境中定期更换。在含有油性空气的环境也可以使用金属过滤器。这些必须定期用溶脂清洗液清洗。 

3、还有粉尘和油性的空气,存在沿着粘合附着在散热片上的危险。散热片之间的距离较远和高空气流速,可以使用较长的检查间隔,但也应该不时清洁散热片。最简单的方法是使用压缩空气吹扫散热器。在条件不具备的情况下,可能需要用刷子或棍子和布清洁散热片。工作完成后重新恢复相关安装挡板和柜体组件。

脏污会大大降低内部散热器和风扇的冷却效果,导致使用寿命缩短,包括风扇的使用寿命。 导电的污染还会破坏设备内部的绝缘,导致硬件故障





Siemens DI CS Delivery Center

西门子数字化工业集团客户服务部



 

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