变频器充电电阻的选用,变频器充电电阻浪涌抑制-华巨电子


1.充电电阻

  中小功率通用变频器一般为电压型变频器,采用交—直—交工作方式。当变频器刚上电时,由于直流侧的滤波电容容量非常大,在刚充电的瞬间对电流相当于短路,电流会很大。如果在整流桥与电解电容之间不加充电电阻,则相当于380V电源直接对地短路,瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。加上充电电阻限流后,要是不并继电器或其他元件,充电电阻消耗功率也很大。例如对于22kW的变频器,在PN端(直流母线)上至少有45A的电流。如果“接控制电路”部分出问题(比如继电器或者晶闸管等等质量有问题)则在变频器运行一会儿充电电阻就将因发热太大而坏掉。所以充电电阻串接在充电回路中,起通电瞬间限流充电,以保护整流器等一些输入回路器件的作用,有的书本上也叫缓冲电阻或启动电阻。西门子6SE701G变频启动电路如附图所示。  

充电完成后,控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路,完成变频器的上电过程。如果变频器的交流输入电源频繁通断,或者旁路接触器的触点接触不良或晶闸管的导通阻值变大,反复充电或充电时间过长都会导致充电电阻烧坏。因此在替换充电电阻前,必须找出原因,才能再将变频器投入使用。

  但有的变频器在启动期间CPU是有一个电压检测和降频动作的,如果接触器线圈引线端子松动造成接触不良,接触器未能吸合,启动时的较大电流在充电电阻上形成较大的压降,主回路直流电压的急剧跌落为电压检测电路所侦测,CPU会做出降频指令,在空载或轻载时,检测电路将欠压故障“及时上报”,CPU马上停机保护。电阻来不及烧掉,变频器已经停机保护。

  那么,如何选择充电电阻的阻值呢?

  380V交流电整流后经过充电电阻对电解电容充电,当充到一定值(比如DC200V)辅助电源启动给控制板供电,让控制板工作从而继电器或晶闸管接通,充电电阻就不再工作了。在开机的瞬间,充电电阻越小,则流过整流桥的电流就越大。经常有初学变频器维修者打来电话咨询,更换了充电电阻,变频器一开机,整流桥马上就被炸掉了,是不是充电电阻选择太小了呢?答案是否定的。

  其实,在开机瞬间,一般情况下一开机炸掉整流桥不是因为选择的充电电阻R小了,而是R太大导致整流桥的炸掉。因为变频器开机后,电流经充电电阻去充电,当充的电足够辅助电源启动(比如200V),CPU工作,发出信号给继电器或晶闸管可控硅让其导通。在继电器导通瞬间继电器b点处电压要是很低(比200V大),而a点电压是AC380V直接整流过来大概在DC540V左右,所以a、b二端压差很大。在触发、导通瞬间电流很大,就好比a、b之间是一个很小的电阻,瞬间几百伏电压加上去,这样整流桥流过的电流远远大于整流桥额定电流,所以把整流桥炸掉。

  变频器功率越大,充电电阻越小。因为变频器功率越大,需要电解电容的容量就越大,而电容器的容量越大,所需要充电的时间就越长。RC决定充电时间,要想充电时间尽量短,只有把充电电阻R取小。一般充电电阻选择:最大值最好不要超过300Ω,最小值最好大于等于10Ω,大功率变频器选择充电电阻小,小功率变频器充电电阻大。

  2.储能电容

  储能电容容量的选择:一般选择经验值为≥60μF/A。例如,一台15kW的变频器额定电流为30A,需要的电容容量为≥60μF/A×30A即至少为1800μF,所以一般选择4个2200μF(二并二串)或者2个4700μF的电容(二串联)。当然还要考虑所选电容器的品牌,品牌不同,质量相差会很大。

  有的人维修变频器只对损坏的逆变模块一换了之,往往用不了多长时间模块再次损坏。出现这种情况会抱怨模块质量不佳,用户使用环境太差等等。其实,最重要的原因是他们没有找出逆变模块损坏的原因,没有彻底清除故障隐患。

  逆变模块的损坏,除了负载长时间过载、散热不良和雷电冲击之外,究其内部原因,电容器的容量减小、失容和失效,是导致其损坏的致命杀手!其危害性不容忽视。容量减小,轻者表现为带负载能力差,负载加重时往往引起直流回路欠压眺闸故障,电容进一步损坏时,则形成对逆变模块的致命打击,此时,电压检测电路来不及做出反应,报出故障,造成逆变模块损坏。

  电容不良或失效以后(或容量变小),带小功率负载(大马拉小车)运行时表面上看不出什么异常,但接入较大功率负载后(满载运行)情形就不一样了。此时变频器直流回路已完全(或者部分)丧失储能滤波能力。直流回路是频率为300Hz的脉动直流,电机启动时的电流吸入,加大了脉动电流的脉动成分。这是电阻选小了对高压电容不利,电阻选大了容易炸的原因之一。此外,如果电机绕组的反电势或变频器的某一输出载波,恰好落在脉动直流的变化范围之内,二者相互叠加,整个系统内脉动电流的急剧变化,恰好落到某一频率点上,电路中的分布电感和分布电容不时的加入进来,各方面的不利因素的加入和互为作用,使回路中的动态能量急剧上升,瞬间危险的谐振过电压在此时出现!逆变模块中的IGBT管和电路中的尖峰电压吸收二极管,它们的耐压值在正常时有一定的甚至是较大的富裕量,但在此时高于耐压值数倍的高电压冲击下,并无招架之功,也显得非常脆弱,过电压炸裂和击穿短路也就不足为奇了。虽然变频器有完善的电压或电流保护检测电路,但如果经常要面对此类瞬间电压畸变,显得无能无力,或有时根本无法做出适时的反应。

  但储能电容不良故障往往又较为隐蔽,可以说是软故障,容易被人忽视。有的电容测其容量似乎没有问题,也可以运行,但在运行中是一大隐患。尤其是大功率变频器中的电容,如果环境恶劣运行年久,其引出电极常年累月经受数百赫兹的大电流充、放电冲击,出现不同程度的腐蚀氧化现象,用电容表测量,容量无异常,但接在电路中,则因充、放电内阻增大,致使直流回路电压跌落,变频器不能正常工作,从而使检修人员作出误判,走弯路。再次强调:储能电容失容后极易出现谐振过电压导致模块炸裂。

1.主要技术参数

型号

零功率电阻R25

最大电压

热容量

最大不作动能量@60℃

工作温度

(Ω)

Vmax

Cth(J/K)

ENon60(J)

(℃)

(Vac)Vdc
WMZ12A-25D120T4R7H4.72203308.0350

-55~+85

WMZ12A-25D120T6R8H6.82203308.0350
WMZ12A-25D120T15RH154206008.0350
WMZ12A-25D120T22RH224206008.0350
WMZ12A-25D120T33RH334206008.0350
WMZ12A-25D120T47RH474206008.0350
WMZ12A-25D120T50RH504206008.0350
WMZ12A-25D120T68RH684206008.0350
WMZ12A-25D120T101RH1004206008.0350
WMZ12A-25D120T151RH1504206008.0350
WMZ12A-25D120T201RH2004206008.0350
WMZ12A-25D120T251RH2504206008.0350
WMZ12A-25D120T301RH3004206008.0350
WMZ12A-25D120T102RH10004807008.0350
WMZ12A-25D120T4R7HTS14.72704009.0380
WMZ12A-25D120T6R8HTS16.82704009.0380
WMZ12A-25D120T10RHTS1102704009.0380
WMZ12A-25D120T15RHTS1154206009.0380
WMZ12A-25D120T30RHTS1304206009.0380
WMZ12A-25D120T40RHTS1404206009.0380
WMZ12A-25D120T15RHTS21560010009.5400
WMZ12A-25D120T25RHTS22560010009.5400
WMZ12A-25D120T30RHTS23060010009.5400
WMZ12A-25D120T40RHTS24060010009.5400
WMZ12A-25D130T33RH3360010009.5400
WMZ12A-25D135T4R7H4.72203309.5400
WMZ12A-25D135T6R8H6.82203309.5400
WMZ12A-25D135T15RH153805609.5400
WMZ12A-25D135T22RH224206009.5400
WMZ12A-25D135T33RH334206009.5400
WMZ12A-25D135T47RH454206009.5400
WMZ12A-22D120T4R7H4.72203307.0320
WMZ12A-22D120T5R5H5.52203307.0320
WMZ12A-22D120T10RH102704007.0320
WMZ12A-22D120T20RH204206007.0320
WMZ12A-22D120T33RH334206007.0320
WMZ12A-22D120T68RH684206007.0320
WMZ12A-22D120T80RH804206007.0320
WMZ12A-22D120T101RH1004206007.0320
WMZ12A-22D120T121RH1204206007.0320
WMZ12A-22D120T151RH1504206007.0320
WMZ12A-22D120T181RH1804206007.0320
WMZ12A-20D130T33R332704003.8186
WMZ12A-20D120T33RHA332704005.0210
WMZ12A-20D120T47R472704005.0210
WMZ12A-20D120T68R684206005.0210
WMZ12A-20D120T101R1004206005.0210
WMZ12A-20D120T101RHTS210080012005.0210
WMZ12A-20D120T151R1504206005.0210
WMZ12A-20D120T201R2004206005.0210
WMZ12A-20D120T251R2504206005.0210
WMZ12A-20D120T301R3004206005.0210
WMZ12A-19D110T10R102704003.5145
WMZ12A-19D105T5R0H5.02203303.5145
WMZ12A-19D105T6R8H6.82203303.5145
WMZ12A-19D105T10RH102704003.5145
WMZ12A-19D105T22RH223806003.5145
WMZ12A-19D105T33RH333806003.5145
WMZ12A-19D120T4R7H4.72203303.7160
WMZ12A-19D120T6R8H6.82203303.7160
WMZ12A-19D120T15TH152704003.7160
WMZ12A-19D120T22RH223806003.7160
WMZ12A-19D120T33RH333806003.7160
WMZ12A-19D120T47RH473806003.7160
WMZ12A-19D135T3R3H3.32203304.0180
WMZ12A-19D135T4R7H4.72203304.0180
WMZ12A-19D135T6R8H6.82203304.0180
WMZ12A-19D135T10RH102704004.0180
WMZ12A-19D135T15RH153806004.0180
WMZ12A-19D135T22RH223806004.0180
WMZ12A-19D135T33RH333806004.0180
WMZ12A-19D135T47RH473806004.0180
WMZ12A-19D135T68RH683806004.0180
WMZ12A-16D120T27R272704002.3134
WMZ12A-16D120T35R352704002.3134
WMZ12A-16D120T47R472704003.2134
WMZ12A-16D120T50R502704002.3134
WMZ12A-16D120T68R682704003.2134
WMZ12A-16D120T101R1004206003.2134
WMZ12A-16D120T151R1504206003.2134
WMZ12A-16D120T101RTS1006008003.2134
WMZ12A-14D120T15R152704002.084
WMZ12A-14D120T22R223805502.084
WMZ12A-14D120T30R303805502.084
WMZ12A-14D120T45R453805502.084
WMZ12A-14D105T18R183805502.063
WMZ12A-11D120T15R152704001.458
WMZ12A-13D80T47R472704002.084
WMZ12A-13D80T68R682704002.084
WMZ12A-13D80T101R1004206002.084
WMZ12A-13D80T151R1504206002.084
WMZ12A-13D120T47R472704002.084
WMZ12A-13D120T68R682704002.084
WMZ12A-13D120T101R1004206002.084
WMZ12A-13D120T151R1504206002.084
WMZ12A-13D120T201R2004206002.084
WMZ12A-11D115T25R253805501.454
WMZ12A-11D115T50R503805501.454
WMZ12A-11D115T80R803805501.454
WMZ12A-19D100T50R503805503.598
WMZ12A-11D115T121R1203805501.454
WMZ12A-11D115T151R1503805501.454
WMZ12A-14D130T121R1204406402.1103
WMZ12A-19D100T102R10004806803.8106
WMZ12A-16D120T251R2505007002.397
WMZ12A-11D115T501R5005007001.454

应用和选型

l 典型应用电路:

 

Ⅱ选型
根据下列公式来选择充电电容

C : 滤波电容. 0.7:安全系数
Tc: PTC的居里温度Ta :环境温度
V : 电容器充电电压(V=1.414xVs)
ENon60=0.7x(Tc-Ta)xCth
ENon60: 最大不作动能量@ 60℃(Ta= 60)

华巨电子热敏电阻厂家:www.sinochip.net 



ICP经营许可证号: 苏ICP备14000132号-5
 Copyright ◎ 2000 南京华巨电子有限公司 All Right Reserved
地址:南京市江宁区双龙路170号  电话:025-52153215 52153380  传真:025-52157065
邮箱 :
网址:www.sinochip.net 技术支持:华巨电子
友情链接: 可调电阻| NDK晶振| 花生播种机| 岗亭| LED防爆灯| 地磅| 功率电阻| 浪涌保护器| 手机技巧| 压敏电阻| 货梯| 负载箱| 网络机柜| NTC热敏电阻|