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用戶有一臺富士5000 G9 90kw變頻器,已連續工作十年。運行中,突然跳電壓故障,無法正常工作。
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首先,富士逆變器有6個直接能量電路儲能電容器,每個電容器的容量為8200uf。它的容量在8000-8300uf之間,這看起來很正常。然后從電壓調節器發送可調三相電源,檢查電壓檢測電路,監測面板上顯示的直流電壓值,發現直流電壓檢測電路沒有問題。接下來,測量直流電路電壓。輸入電壓380V時,直流電壓約540V,顯示正常。
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第二步是對變頻器進行負載測試。首先,變頻器配備一臺37KW電機,并在滿載狀態下運行,無需報告欠壓故障。接下來,使用帶75kW電機的變頻器進行滿載運行。此時變頻器因欠壓故障跳閘停機。在運行期間,直流電路電壓已降至430v。這表明變頻器確實有故障!
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根據以上分析,負載下直流電路電壓較低。基本上可以判斷故障是整流模塊還是電容器。因此,將其連接以檢測整流器模塊。富士逆變器的三相整流電路由六個100A整流模塊組成,每個模塊并聯使用。數字萬用表的二極管齒輪可用于測量整流橋的正向壓降,約為430(0.43v)。指針式萬用表可以測量正向和反向電阻,發現沒有問題。
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這應該是變頻器故障中難以處理的隱藏故障。根據經驗,在富士5000 G9逆變器的設計中,整流模塊和逆變模塊有相當大的功率裕度,整流模塊的穩定性優于電解電容器。因此,故障排除的重點是回到電容器上。懷疑問題是由電解電容器特性下降引起的。
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雖然這個問題在變頻器的維護中隱藏得很深,但實際上它是很常見的,尤其是對于運行多年的大功率變頻器。電解電容器的引出電極經過多年的運行,經歷了多年的大電流充放電過程,導致不同程度的氧化和老化。如果用電容計測量,其容量可能正常;用萬用表測量,充放電正常,反向泄漏電流電阻也在允許范圍內。但是,如果連接到電路上,充電和放電的內阻會增加,這相當于電容器充電和放電電路以一定的電阻值串聯!電容器的瞬態充放電電流值大大降低。本質上,電容器的存儲容量減少了,這相當于電容的嚴重減少。由于儲能容量的減少,直流電路電壓下降,變頻器無法正常工作!
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這種電容器特性退化故障往往在空載或輕載條件下仍能正常工作。然而,一旦負載增加,直流電路欠壓故障往往會跳變,導致電容器進一步損壞。此外,它可能會使直流電路電壓波動,并對逆變器模塊形成致命打擊。
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一般來說,在使用壽命長的變頻器的過程中,電解電容器特性的下降將是常見的故障和隱患。我們經常建議客戶根據現場負荷情況定期維護變頻器,定期更換電解電容器,以減少用戶現場停機時間,保證用戶設備的正常運行。
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最后,在更換了機器的所有儲能電容器后,負載75kW的電機運行時無電壓跳變故障。測量直流電路電壓。負載下,電壓已達到520v以上,變頻器已修復。
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