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西門子變頻器的保護電路故障影響有哪些
運行多年的西門子電機,因西門子電機的運行溫升和受潮等原因,繞組的絕緣程度已大大降低,甚至有了明顯的絕緣缺陷,處于電壓擊穿的臨界點上。工頻供電情況下,西門子電機繞組輸入的是三相50Hz的正弦波電壓,繞組產生的感生電壓也較低,線路中的浪涌分量較小,西門子電機絕緣程度的降低,也許只是帶來了并不起眼的“漏電流”,但繞組的匝間和相間,還未能產生電壓擊穿現象,電機還在“正常運行”。應該說,隨著絕緣老化程度的進一步加深,即使還是在工頻供電情況下,相信在不遠的將來,該臺電機終會因絕緣老化造成相間或繞組間的電壓擊穿而燒毀。但問題是,現在并沒有燒毀。
接入西門子變頻器后,西門子電機的供電條件由此變得“惡劣”了:變頻器輸出的PWM波形,實為數kHz乃至十幾kHz的載波電壓,在電機繞組供電回路中,還會產生各種分量的諧波電壓。由電感特性可知,流過電感電流的變化速度越快,電感的感生電壓也越高。電機繞組的感生電壓比工頻供電時升高了。在工頻供電時暴露不出的絕緣缺陷,因不耐高頻載波下感生電壓的沖擊,于是繞組匝間或相間的電壓擊穿產生了。電機繞組的由相間、匝間短路造成了電機繞組的突然短路,在運行中——模塊炸掉了,電機燒毀了。
西門子變頻器在起動初始階段,因輸出頻率和電壓均在較低的幅值內,負載電機存在故障時,雖造成較大的輸出電流,但此電流往往在額定值以內,電流檢測電路及時動作,變頻器實施保護停機動作,模塊無炸毀之虞。但若在全速(或近于全速)運行情況下,三相輸出電壓與頻率均達較高的幅值,此時電機繞組若有電壓擊穿現象,會于瞬間形成極大的浪涌電流,則逆變模塊在電流檢測電路動作之前,已經無法承受而炸裂損壞了。
由此看出,保護電路不是萬能的,任何保護電路都有它的“軟肋”所在。西門子變頻器對全速運行中,西門子電機繞組的突發(fā)性電壓擊穿現象,是無能為力的,起不到有效保護作用的。變頻器保護電路,任何電機保護器,對此類突發(fā)故障,都不能實施有效的保護。此類突發(fā)故障出現時,只能宣告:該臺電機確實已經“壽終正寢”了。
此類故障對西門子變頻器的逆變輸出模塊是致命的打擊,無可逃避的。
其它由供電或負載方面引起的原因,如過、欠壓、負載重、甚至堵轉引起的過流等故障,在西門子變頻器的保護電路正常的前提下,是能有效保護模塊安全的,模塊的損壞機率將大為減小。