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Le unità a frequenza variabile a uso generale a media e bassa potenza (inverter a frequenza VFD) sono generalmente inverter a tensione che utilizzano una modalità di lavoro AC-DC-AC.a causa della grande capacità del condensatore del filtro sul lato CC, equivale a un cortocircuito per la corrente al momento della ricarica, con conseguente corrente di ingresso molto grande.Se non viene aggiunto alcun resistore di ricarica tra il ponte raddrizzatore e il condensatore elettrolitico, equivale a un cortocircuito diretto dell'alimentazione a terra a 380 V, e la corrente infinita istantanea attraverso il ponte raddrizzatore farà esplodere il ponte raddrizzatore.Dopo aver aggiunto una resistenza di carica per la limitazione della corrente, se nessun relé o altri componenti sono collegati in parallelo, il consumo di energia della resistenza di ricarica sarà molto elevato.

Ad esempio, per un VFD da 22 kW, il terminale PN (bus CC) ha una corrente di almeno 45 A.Se vi è un problema con la parte "connessione del circuito di controllo" (come problemi di qualità con relè o tiristori, ecc.), la resistenza di ricarica si danneggerà a causa di un riscaldamento eccessivo dopo che il VFD è stato utilizzato per un certo periodo.la resistenza di ricarica è collegata in serie nel circuito di ricarica per limitare la corrente durante l'accensione per proteggere i componenti del circuito di ingresso come il raddrizzatoreIl circuito di avvio del Siemens 6SE701G VFD è mostrato nel diagramma allegato.

Una volta completata la ricarica, il circuito di controllo accorcia la resistenza attraverso i contatti di un relè o di un tiristor per completare il processo di accensione dell'inverter di frequenza VFD.Se la potenza di ingresso CA del VFD è frequentemente accesa e spenta, o se i contatti del contattore di bypass sono mal collegati o la resistenza di conduzione del tiristor aumenta,la ricarica ripetuta o il tempo di ricarica eccessivamente lungo causeranno la combustione della resistenza di ricaricaPertanto, prima di sostituire la resistenza di ricarica, la causa deve essere identificata prima che il VFD possa essere messo di nuovo in funzione.

Tuttavia, in alcuni inverter di frequenza VFD, la CPU esegue il rilevamento della tensione e la riduzione della frequenza durante l'avvio.e il contattore non si accende, la grande corrente durante l'avvio creerà una significativa caduta di tensione attraverso la resistenza di ricarica.Il calo improvviso della tensione CC del circuito principale è rilevato dal circuito di rilevamento della tensione, e la CPU emetterà un comando di riduzione della frequenza. Quando il VFD è scaricato o leggermente caricato, il circuito di rilevamento "riporterà immediatamente" un guasto di sottovoltaggio,e la CPU si fermerà immediatamente la macchina per la protezioneIn questo caso, la resistenza non ha tempo di bruciare prima che il VFD si fermi e si protegga.

01Come scegliere il valore della resistenza del resistore di carica?

Quando la tensione raggiunge un certo valore (ad esempio, DC 200V), il condensatore elettrolitico viene caricato.l'alimentazione ausiliaria inizia a fornire energia alla scheda di controlloIn seguito, il relè o tiristor viene attivato, ignorando la resistenza di carica.maggiore è la corrente che scorre attraverso il ponte dirittoreI tecnici di riparazione di inverter di frequenza VFD principianti chiamano spesso per chiedere se la sostituzione della resistenza di ricarica con una più piccola potrebbe causare il ponte del raddrizzatore a soffiare immediatamente all'avvio.La risposta è no..

Infatti, durante l'avvio, un ponte raddrizzatore soffiato in genere non è causato da una resistenza di carica troppo piccola R, ma piuttosto da una R troppo grande.flussi di corrente attraverso la resistenza di carica per caricare il condensatoreUna volta che la tensione è sufficiente per attivare l'alimentazione ausiliaria (ad esempio, 200V), la CPU invia un segnale per chiudere il relè o innescare il tiristor.Se la tensione al punto b del relè è bassa (ma superiore a 200V) mentre la tensione al punto a, direttamente rettificata da 380 V CA (circa 540 V CC), esiste una differenza di tensione significativa tra i punti a e b. Durante l'istante di attivazione e di conduzione,la corrente è estremamente alta, simile all'applicazione di diverse centinaia di volt su una resistenza molto piccolaQuesta ondata di corrente supera di gran lunga la capacità nominale del ponte raddrizzatore, causandone il fallimento.

Per gli inverter a frequenza VFD di potenza superiore, la resistenza di ricarica è più piccola.Poiché la costante di tempo RC determina la durata di ricaricaIn generale, la resistenza di carica deve essere selezionata in modo che il suo valore massimo non superi 300Ω e il suo valore minimo sia almeno 10Ω.Le resistenze più grandi sono utilizzate per i VFD a bassa potenza, mentre le resistenze più piccole sono impiegate per le unità ad alta potenza.

02. Selezione della capacità del condensatore di accumulo di energia

La regola generale per la selezione del condensatore è ≥ 60μF/A. Ad esempio, un inverter di frequenza VFD da 15kW con una corrente nominale di 30A richiede una capacità di ≥ 60μF/A × 30A, che è almeno 1800μF.Pertanto,, sono generalmente scelti quattro condensatori a 2200μF (due in parallelo e due in serie) o due condensatori a 4700μF (in serie).poiché la qualità può variare notevolmente da produttore a produttore.

Alcuni tecnici sostituiscono solo il modulo dell'inverter danneggiato quando riparano un inverter di frequenza VFD, solo per scoprire che il modulo fallisce di nuovo poco dopo.Possono dare la colpa alla scarsa qualità del modulo o a ambienti operativi difficili, ma la causa principale è spesso che non riescono a identificare perché il modulo ha fallito in primo luogo, lasciando irrisolti i problemi sottostanti.

I fattori interni che portano a danni al modulo dell'inverter includono il degrado del condensatore, come una ridotta capacità o un guasto completo,che può essere critico come fattori esterni come il sovraccarico prolungato, raffreddamento inadeguato o fulmini. Le conseguenze dei problemi del condensatore non devono essere sottovalutate. Una lieve riduzione della capacità può manifestarsi come cattiva gestione del carico,azionamento di bus a corrente continua a bassa tensione sotto carichi pesantiUn grave guasto del condensatore può danneggiare fatalmente il modulo dell'inverter prima che il circuito di rilevamento della tensione possa reagire.

Quando i condensatori si degradano (ad esempio, riducendo la capacità), l'inverter di frequenza VFD può apparire normale con carichi leggeri ma non funzionare a pieno carico.Il bus DC perde le sue capacità di stoccaggio e filtraggio dell'energiaDurante l'avvio del motore, l'aumento della corrente esacerba queste pulsazioni.Questo spiega perché la scelta di una resistenza di carica troppo piccola danneggia i condensatori ad alta tensione, mentre una resistenza troppo grande rischia di far saltare il ponte del raddrizzatore.se la forza elettromotrice posteriore (EMF) del motore o la frequenza portante di uscita del VFD si allineano con la frequenza DC pulsanteIn combinazione con l'induttanza parassitaria e la capacità nel circuito, questa risonanza genera pericolose sovratensioni.Sebbene gli IGBT e i diodi di fissaggio della tensione nel modulo dell'inverter abbiano valori di tensione con margini di sicurezzaAnche i circuiti di protezione più sofisticati potrebbero non essere in grado di reagire con sufficiente rapidità a tali transienti di tensione.

I problemi dei condensatori sono spesso insidiosi, presentandosi come "falli morbidi" che sono facilmente trascurati.i condensatori sottoposti per anni a condizioni difficili possono sviluppare terminali corrosi a causa di carica e scarica ad alta frequenzaMentre le misurazioni della capacità possono sembrare normali, l'aumento della resistenza interna provoca cali di tensione durante il funzionamento, ingannando i tecnici.La degradazione del condensatore può innescare sovratensioni di risonanza, che sono una causa primaria di guasto del modulo.