Причины выхода из строя преобразователей частоты.

Преобразователь частоты (ПЧ) является сложным электротехническим устройством. Выход из строя возможен на любом этапе жизненного цикла. По статистике интенсивность отказов неравномерна и представляется кривой (рис. 1).

Рис.1. Интенсивность отказов электротехнических устройств

Чтобы лучше понимать, как избежать выхода из строя преобразователя частоты, нужно представлять причины по которым эти отказы происходят. Условно все отказы можно разделить на следующие категории:

  1. Производственный брак;
  2. Неправильный монтаж;
  3. Неправильная эксплуатация;
  4. Аварийные режимы;
  5. Выработка ресурса элементов;
  6. Окружающая среда.

В конце статьи мы рассмотрим необходимые операции по обслуживанию ПЧ, для того, чтобы своим действием или бездействием не сократить срок службы устройства:

  1. Порядок эксплуатации и обслуживания ПЧ.

Производственный брак

Как правило, проявляется на первом году работы оборудования. Брак преобразователей частоты достаточно редкое явление, и у ведущих производителей составляет не более 1% от всей произведенной продукции. Гарантийный срок составляет от 12 до 18 месяцев, что защищает потребителя от таких проблем. Конечно, вы в любом случае потеряете время на диагностику оборудования и его ремонт или замену. Чтобы сократить время простоя, необходимо иметь ЗИП или пользоваться услугой подмены ПЧ на время ремонта.

Неправильный монтаж

Намного чаще ПЧ выходит из строя при первом его включении из-за неправильного подключения силовых цепей. Около 80% всех обращений в сервисный центр относится к таким отказам. Очень часто производят подключение сетевого кабеля к выходным клеммам ПЧ. Что приводит к немедленному выходу из строя, при попытке включить. Плохо затянутые винты силовых клемм приводят к плохому контакту. В местах плохого контакта происходит увеличение нагрева, что может привести к оплавлению изоляции, и, как следствие,к короткому замыканию. Избежать таких явлений можно доверяя монтажные и пуско-наладочные работы только квалифицированному и обученному персоналу или подрядной организации.

Неправильная эксплуатация

При эксплуатации могут возникать различные факторы, которые приводят к выходу из строя преобразователя частоты. Это, например, такие факторы как: перегрузка ПЧ по току, перегрев, превышение напряжения в звене постоянного тока из-за генераторного режима. В большинстве случаев у ПЧ есть диагностика и защита от таких режимов. В случае обнаружения недопустимых изменений в режиме работы, ПЧ отключится с индикацией кода ошибки. Но бездумные действия оператора или технического специалиста, сбрасывающие аварии, надеясь на то, что механизм продолжит работу, в конечном счете, приведет к неисправности. Правильное проектное решение, грамотная настройка и эксплуатация в соответствии с режимами описанными в техническом задании не обеспечит работы без простоев, если обслуживанием линии будут заниматься неквалифицированные сотрудники.

Аварийные режимы

Аварийные режимы возникают в большинстве случаев, хотя и не всегда, не из-за действия обслуживающего персонала, а из-за внешних факторов, например: короткое замыкание на выходе ПЧ (т.е. в двигателе или кабеле), перекос сетевых напряжений, просадка или превышение сетевого напряжения. И здесь современные ПЧ предлагают ряд защит, которые спасут от опасных последствий, но не всегда. Например, если КЗ случилось при остановленном двигателе, когда ток статора равен нулю, то при пуске ПЧ определит авария короткого замыкания двигателя. Но если КЗ случилось во время работы, то это приведет к почти 100% выходу из строя ПЧ. Просадка напряжения вызовет уменьшение момента двигателя и как следствие увеличение тока, что приведет к перегрузке и перегреву ПЧ, в результате ПЧ диагностирует аварию, как и при обычной эксплуатации. При превышение сетевого напряжения ПЧ диагностирует аварию и выключит двигатель из работы.

Выработка ресурса элементов

ПЧ как любое другое электротехническое изделие имеет свой срок службы. Этот срок определяется для каждого отдельного вида продукции и для ПЧ обычно имеет длительность от 7 до 10 лет при наработке 6000 часов в год. При этом отдельные элементы ПЧ необходимо менять раньше. Например, охлаждающий вентилятор, без которого невозможно обеспечить нормальный тепловой режим ПЧ, требует замены через 1 – 3 года, предохранители (если такие есть) – раз в 10 лет, электролитические конденсаторы – раз в 5 - 10 лет. При этом встречаются ПЧ отработавшие безаварийно 20 лет, но проверку элементов необходимо проводить регулярно, чтобы выход из строя не произошел неожиданно, а вы успели подготовиться к замене ПЧ или его компонентов во время регламентного останова линии.

Окружающая среда

Неблагоприятные условия окружающей среды, не приводит к немедленному выходу из строя, но существенно сокращает срок службы ПЧ. К негативным факторам окружающей среды относят:

  • Температура;
  • Пыль и грязь;
  • Влажность;
  • Агрессивные среды;
  • Вибрации;

Рис.2. Пыль на платах преобразователя частоты

В неблагоприятных условиях ПЧ может оказаться из-за ошибок проектирования. Но даже когда спроектировано всё правильно, условия могут поменяться. Температура в помещении может увеличиться, дверь электротехнического шкафа может остаться открытой, а пыль и влага беспрепятственно попадет в ПЧ. Конденсат может образоваться при нахождении при отрицательных температурах с последующим включением оборудования. Поэтому условия необходимо проверять регулярно. Повышенная температура – это враг номер 1 для любого ПЧ. Срок службы электролитических конденсаторов уменьшается примерно в 2 раза при увеличении температуры на 10°С. Страдают также и другие элементы. Любая пыль ухудшает теплоотвод и приводит к перегреву. Кроме того пыль гигроскопична, а значит при достаточном её накоплении приведет к пробою. Пыль накапливается на ребрах радиатора, крыльчатке вентилятора, в местах повышенной напряженности электромагнитного поля (рис. 2). Такие места надо регулярно проверять и отчищать от пыли.

При достаточной степени защиты кожухов пыль и влага не будет проникать в опасные места ПЧ. Повышенные вибрации приводит к расшатыванию винтовых и прочих электрических соединений. Результат таких разбалтываний одинаковый.

Порядок эксплуатации и обслуживания ПЧ

  • Перед первым включением ПЧ необходимо убедиться, что силовая часть исправна. Для этого нужно провести, так называемый статический тест преобразователя, т.е. прозвонить каждый диод входного моста и обратные диоды выходного моста ПЧ (рис.3);

Рис.3. Схема силовой части преобразователя частоты

  • После ввода в эксплуатацию ПЧ, необходимо составить программу обслуживания установки, в которую будут входить все проверки, чистки и замены. Это обеспечит своевременную диагностику, продлит время службы ПЧ и даст время подготовится к плановой его замене;
  • После настройки ПЧ, необходимо сохранить все настройки в панели, либо с помощью программного обеспечения на персональном компьютере. Это позволит сократить время простоя, в случае выхода из строя ПЧ и его замены на аналогичный;

Не реже 1 раза в год производить:

  • чистку ПЧ от пыли. В условиях сильной запыленности помещения установки, сократить время между чистками. Чистку нужно производить только при отключенном питании ПЧ;
  • проверку работоспособности вентиляторов;
  • проверку теплового режима ПЧ внутри электротехнического шкафа или помещения, контролировать температуру радиатора;
  • протяжку силовых клемм;
  • проверку журнала ошибок на наличие критических аварий и частоту их появления;
Вернуться к списку статей