变频器电解电容损坏原因和更换注意事项

发表于 2020-01-07 09:50:12 收藏 已收藏
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变频器电解电容损坏原因和更换注意事项

发表于 2020-01-07 09:50:12
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变频器直流回路电解电容的功能

在变频器的主回路中,电解电容设计在整流桥与逆变桥中间,用于平滑交流整流后的脉动纹波,向逆变桥提供直流电能,吸收电机回馈的部分电能,为电机提供无功。

变频器电解电容损坏原因和更换注意事项

电解电容的特性

电压型变频器中,中间回路的电容一般为电解电容。电解电容在变频器中起到稳定直流母线电压的作用。大家阅读西门子变频器手册时,在维护与保养一节中,会提到变频器存放一年以上,就需要给变频器的直流母线电容充电,然后才能正常使用。这是为什么呢?

这个问题我们首先要从电解电容的特点说起,

电解电容器通常是由金属箔(铝)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝)作为电介质。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成。电解质作为负电极。

变频器电解电容损坏原因和更换注意事项

从电解电容的特点中,电解电容内部电解液一般为酸性物质。铝电解电容器经过长时间无电压状态的存放而没有任何应用时,其电解液中的氯离子对氧化铝介质膜的损伤最大。随着长时间的放置,没有上电的情况下,电解电容的漏电流越大,如果此时接入一个高电压,电容器会因温度急剧上升而损坏。然而,随着使用过程中氧化层的重新产生, 《图1-1 电容组》

漏电流会逐渐降低至正常值。同时由于铁,铜离子的还原,原电池效应也逐渐恢复,这使得铝电解电容器的漏电流需要长时间施加电压才能恢复。这个过程称为老化。

铝电解电容器在无电压状态下存放时,一般厂家都会要求放置1年以上的,在应用前需要进行老化,即对电容进行充电。

根据电解电容的特点,变频器的存放和使用要有一定的条件。

存放温度和湿度:一般在-25度至70度,但温度不能剧烈的变化。相对湿度5-95%,不要有凝露的现象发生。

运行温度和湿度:一般在0度至40度,但温度不能剧烈的变化。相对湿度5-95%,不要有凝露的现象发生。

造成变频器电解电容损坏原因和更换注意事项

在判断滤波电解电容是否损坏,当电解电容出现下面表现形式就可以判断为损坏了,外观炸开、铝壳鼓包、塑料外套管裂开,流出了电解液、保险阀开启或被压出,小型电容器顶部分瓣开裂,接线柱严重锈蚀,盖板变形、脱落,说明电解电容器已损坏。用万用表测量开路或短路,容量明显减小,漏电严重。

造成电解电容损坏原因有以下几点:

(1)元器件本身质量不好(漏电流大、损耗大、耐压不足、含有氯离子等杂质、结构不好、寿命短)。

(2)滤波前的整流桥损坏,有交流电直接进入了电容。

(3)分压电阻损坏,分压不均造成某电容首先击穿,随后发生相关其他电容也击穿。

(4)电容安装不良,如外包绝缘损坏,外壳连到了不应有的电位上,电气连接处和焊接处不良,造成接触不良发热而损坏。

(5)散热环境不好,使电容温升太高,日久而损坏。

在更换电解电容时要有以下几点的注意事项:

(1)更换滤波电解电容器最好选择与原来相同的型号,在一时不能获得相同的型号时,必须注意以下几点:耐压、漏电流、容量、外形尺寸、极性、安装方式应相同,并选用能承受较大纹波电流,长寿命的品种。

(2)更换电解电容过程中注意电气连接(螺打联接和焊接)牢固可靠,正、负极不得接错,固定用卡箍要能牢固固定,并不得损坏电容器外绝缘包皮,分压电阻照原样接好,并测量一下电阻值,应使分压均匀。

(3)已放置一年以上的电解电容器,应测量漏电流值,不得太大,装上前先行加直流电老化,直流电先加低一些,当漏电流减小时,再升高电压,最后在额定电压时,检测其漏电流值不得超过标准值。

(4)因电容器的尺寸不合适,而在替换的电容器只能装在其他位置时,必须注意从逆变模块到电容的母线不能比原来的母线长,两根+、-母线包围的面积必须尽量小,最好用双绞线方式。这是因为电容连接母线延长或+、-母线包围面积大会造成母线电感增加,引起功率模块上的脉冲过电压上升,从而造成损坏功率模块或过电压吸收器件损坏。在不得已的情况下,另将高频高压的浪涌吸收电容器用短线加装到逆变模块上,帮助吸收母线的过电压,弥补因电容器连接母线延长带来的危害。

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