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變頻器電解電容的與
熟悉低壓交流變頻器的工程師都知道,在交-直-交(電壓源型)變頻器主回路中,直流環(huán)節(jié)的電解電容是必不可缺的器件,其工作的性直接影響著變頻器的性能;由電解電容的構(gòu)成材料特性決定,即使在正常使用條件下,電容容值也呈下降趨勢,如果**出其允許工作條件,會加速電容老化,甚至損壞。從變頻器的運(yùn)行角度,工程師比較關(guān)注,到底有哪些因素會影響電解電容的使用壽命,在什么情況下需要更換電解電容,本期將和大家討論這內(nèi)容。
1 變頻器直流回路電解電容的功能
在變頻器的主回路中,電解電容設(shè)計(jì)在整流橋與逆變橋中間,用于交流整流后的脈動紋波,向逆變橋提供直流電能,吸收電機(jī)回饋的部分電能,為電機(jī)提供無功。
1.1 電解電容的特性
電壓型變頻器中,中間回路的電容一般為電解電容。電解電容在變頻器中起到直流母線電壓的作用。大家閱讀西門子變頻器手冊時(shí),在與一節(jié)中,會提到變頻器存放一年以上,就需要給變頻器的直流母線電容充電,然后才能正常使用。這是為什么呢?
這個(gè)問題我們首先要從電解電容的特點(diǎn)說起,
電解電容器通常是由金屬箔(鋁)作為正電極,金屬箔的絕緣氧化層(氧化鋁)作為電介質(zhì)。鋁電解電容器的負(fù)電極由浸過電解質(zhì)液(液態(tài)電解質(zhì))的薄紙/薄膜或電解質(zhì)聚合物構(gòu)成。電解質(zhì)作為負(fù)電極。
從電解電容的特點(diǎn)中,電解電容內(nèi)部電解液一般為酸性。鋁電解電容器經(jīng)過長時(shí)間無電壓狀態(tài)的存放而沒有任何應(yīng)用時(shí),其電解液中的氯離子對氧化鋁介質(zhì)膜的損。隨著長時(shí)間的放置,沒有上電的情況下,電解電容的漏電流越大,如果此時(shí)接入一個(gè)高電壓,電容器會因溫度急劇上升而損壞。然而,隨著使用中氧化層的重新產(chǎn)生, <圖1-1 電容組>
漏電流會逐漸至正常值。同時(shí)由于鐵,銅離子的還原,原電池效應(yīng)也逐漸恢復(fù),這使得鋁電解電容器的漏電流需要長時(shí)間施加電壓才能恢復(fù)。這個(gè)稱為老化。
鋁電解電容器在無電壓狀態(tài)下存放時(shí),一般廠家都會要求放置1年以上的,在應(yīng)用前需要進(jìn)行老化,即對電容進(jìn)行充電。
根據(jù)電解電容的特點(diǎn),變頻器的存放和使用要有一定的條件。
存放溫度和濕度:一般在-25度至70度,但溫度不能的變化。相對濕度5-95%,不要有凝露的現(xiàn)象發(fā)生。
運(yùn)行溫度和濕度:一般在0度至40度,但溫度不能的變化。相對濕度5-95%,不要有凝露的現(xiàn)象發(fā)生。
1.2 電解電容失效的可能因素
根據(jù)電解電容的特點(diǎn)和使用要求,可以總結(jié)出電解電容失效的可能因素。
1.2.1 使用溫度過高
變頻器在使用中電解電容發(fā)現(xiàn)有鼓包或者有漏液的情況,需要及時(shí)更換。
使用的溫度不能**過變頻器運(yùn)行允許的溫度。
溫度對電容的影響是致命的。溫度過高,會使電解電容的電解液“沸騰”產(chǎn)生大量的氣體,使電解電容內(nèi)部壓力急劇升高,而壓力釋放裝置(橡膠塞)彈出。
1.2.2 直流母線出現(xiàn)過電壓情況
過電壓容易電容的絕緣介質(zhì)擊穿;尤其放置時(shí)間長的電容,重新使用時(shí)要注意直流母線電壓波動不能太大,否則容易造成電容損壞。
1.3 電解電容失效對變頻器的影響
電容容值下降,直流紋波加大。
電容容值下降,可能變頻器發(fā)生過壓、欠壓故障。
電容失效,可能直流回路漏電流加大,直流母線之間的絕緣。
電容損壞,可能直流回路短路,損壞整流橋。
電容漏夜,可能腐蝕變頻器其它部件。
2 變頻器直流回路電解電容的日常注意事項(xiàng)
日常中需對電容器周圍的進(jìn)行清掃,保持電容周圍潔凈,風(fēng)道暢通,保證電容正常散熱。
2.1 存放時(shí)間的計(jì)算
注意,放存時(shí)間應(yīng)自生產(chǎn)的時(shí)間起計(jì)算,而不是自交貨時(shí)間起計(jì)算。
變頻器出廠日期按下面的例子查找:
<圖2-1 變頻器出廠日期>
2.2 直流母線電容預(yù)充電
一般存放一年以上的變頻裝置,投入運(yùn)行前需要對變頻器的直流母線電容進(jìn)行預(yù)充電操作,進(jìn)而恢復(fù)電容電解質(zhì)活性,存放不**過一年的,可以不進(jìn)行預(yù)充電。
對于預(yù)充電具體操作步驟,需要參考相應(yīng)的產(chǎn)品說明書,建議充電時(shí)分階段升高電壓,見圖2-2,逐步將直流母線電壓升至額定值,防止電流過大,造成電容毀壞。
<圖2-2 電容預(yù)充電時(shí)序圖>
2.3 電容更換及更換注意事項(xiàng)
一般電容實(shí)際容值**標(biāo)稱值的80%,就需要更換。
電容外觀出現(xiàn)漏液、變形、膠塞彈出,需要更換。
更換新的電容,需要注意電容的標(biāo)稱電壓、容量,安裝尺寸等。
更換電容時(shí)注意電容的極性不能裝反。
為保證電容組內(nèi)各個(gè)電容的特性*,建議整組更換。
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