摘要:本文介绍变频器的基本结构和工作原理,通过分析变频器直流母线电容器的特征,指出检测漏电流的必要性和活化长时间存放劣化的变频器直流母线电容器的方法,最后介绍工厂较易实现的变频器活化方法,并建议每年对存放的变频器做预充电活化一次,以保证变频器直流母线电容器不因长时间存放而劣化。
0 引言
变频器由主电路和控制电路组成。其中,主电路又由输入整流单元、中间直流环节和逆变输出单元组成。由于变频器中间直流环节的大容量电解电容长期存放后会劣化,因此一年内至少对变频器充电一次。如果变频器长时间存放而未充过电,那么突然上电,过大的漏电流和纹波电流的共同作用将使电解电容器过热而发生“爆浆”(也称为“爆壳”)事故。为了防止类似事故的发生,长期存放的变频器投用前最好从变频器上将直流母线电容器拆解下来,检测电容器的漏电是否符合要求,必须时要进行活化处理。
1 电解电容器漏电流检测与活化方法
图1是一种简易的电解电容器漏电检测电路。被检测的电容器若漏电,则Ri电阻上会产生电流,两端会产生压降,反之,无电流则无压降。漏电流的大小与电容类型、质量、电压等实时关联,只要测出Ri电阻两端电压,通过欧姆定律就可计算出漏电流。漏电流值在该类型电容器规定容许范围内,则属于正常。
电路启动工作时,在空载或被测电容无漏电情况下,因滤波电容上的均压电阻和并联的泄放电阻Rt会保持电路的稳定使空载电压不会升高,故测量点热端的电压会根据接入Rn限流电阻各档的阻值得到一个档次的测试用电压(根据输入电压变化)。热端输出为260V,实际应用中即使测试耐压250V电容,安全方面亦不会发生问题。原因一是若电容漏电,热端电压会因出现漏电负载而下降;原因二是电阻Ri可充当限流电阻。
若电容漏电流严重超标,则需安全可靠地活化劣化的电容,一般按图2电路和相应步骤进行。
第一步,先做低弱电活化,取电容标称耐压值1/5~1/8的电压对电容试充电。充电1s后,断开电源,观察电容有无异常,手摸电容外壳有无发热;若正常,则用万用表测量电容是否已建立起电压值。一般长期闲置电容的这个电压会因内部漏电而以较快速度回落,这是正常现象;但是已损坏电容是建立不起这个电压值的。若能建立电压值,则证明此电容可继续下步的活化程序。
第二步,使用快速放电法激活电容。断开电源,将电容两极短路(为了防止电火花,可用一只100W普通白炽灯泡串接放电),进行快速充电,要如此往复进行多次充放电才会取得活化效果。然后,将需要活化的电容以电容标称耐压值1/5~1/8的低压充电一至几小时进行初步老练,通电后,电容若发热,但接入的极性正确,则要考虑电容漏电严重无法继续活化。
第三步,取电容标称耐压值1/21~2/3电压,重复实施第二步的快速充放电过程,再以此电压对电容继续充电几小时,再次进行老练,并观察电容有无异常、有无发热。
第四步,取电容标称耐压值80%~90%电压,重复实施第二步的快速充放电过程,再以此电压对电容继续充电24h,进行深层次老练,并观察电容有无异常、有无发热。
通常,电解电容经以上步骤后均能恢复原有容量,且漏电流均能恢复正常值,此时电容耐压值已基本恢复。