西門子MM440 55KW變頻器380-480V濾波器版

時間：2020-09-23

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變頻器電解電容的與

熟悉低壓交流變頻器的工程師都知道，在交-直-交（電壓源型）變頻器主回路中，直流環(huán)節(jié)的電解電容是必不可缺的器件，其工作的性直接影響著變頻器的性能；由電解電容的構成材料特性決定，即使在正常使用條件下，電容容值也呈下降趨勢，如果**出其允許工作條件，會加速電容老化，甚至損壞。從變頻器的運行角度，工程師比較關注，到底有哪些因素會影響電解電容的使用壽命，在什么情況下需要更換電解電容，本期將和大家討論這內容。

1 變頻器直流回路電解電容的功能

在變頻器的主回路中，電解電容設計在整流橋與逆變橋中間，用于交流整流后的脈動紋波，向逆變橋提供直流電能，吸收電機回饋的部分電能，為電機提供無功。

1.1 電解電容的特性

電壓型變頻器中，中間回路的電容一般為電解電容。電解電容在變頻器中起到直流母線電壓的作用。大家閱讀西門子變頻器手冊時，在與一節(jié)中，會提到變頻器存放一年以上，就需要給變頻器的直流母線電容充電，然后才能正常使用。這是為什么呢？

這個問題我們首先要從電解電容的特點說起，

電解電容器通常是由金屬箔（鋁）作為正電極，金屬箔的絕緣氧化層（氧化鋁）作為電介質。鋁電解電容器的負電極由浸過電解質液（液態(tài)電解質）的薄紙/薄膜或電解質聚合物構成。電解質作為負電極。

從電解電容的特點中，電解電容內部電解液一般為酸性。鋁電解電容器經過長時間無電壓狀態(tài)的存放而沒有任何應用時，其電解液中的氯離子對氧化鋁介質膜的損。隨著長時間的放置，沒有上電的情況下，電解電容的漏電流越大，如果此時接入一個高電壓，電容器會因溫度急劇上升而損壞。然而，隨著使用中氧化層的重新產生， <圖1-1 電容組>

漏電流會逐漸至正常值。同時由于鐵，銅離子的還原，原電池效應也逐漸恢復，這使得鋁電解電容器的漏電流需要長時間施加電壓才能恢復。這個稱為老化。

鋁電解電容器在無電壓狀態(tài)下存放時，一般廠家都會要求放置1年以上的，在應用前需要進行老化，即對電容進行充電。

根據電解電容的特點，變頻器的存放和使用要有一定的條件。

存放溫度和濕度：一般在-25度至70度，但溫度不能的變化。相對濕度5-95%,不要有凝露的現象發(fā)生。

運行溫度和濕度：一般在0度至40度，但溫度不能的變化。相對濕度5-95%,不要有凝露的現象發(fā)生。

1.2 電解電容失效的可能因素

根據電解電容的特點和使用要求，可以總結出電解電容失效的可能因素。

1.2.1 使用溫度過高

變頻器在使用中電解電容發(fā)現有鼓包或者有漏液的情況，需要及時更換。

使用的溫度不能**過變頻器運行允許的溫度。

溫度對電容的影響是致命的。溫度過高，會使電解電容的電解液“沸騰”產生大量的氣體，使電解電容內部壓力急劇升高，而壓力釋放裝置（橡膠塞）彈出。

1.2.2 直流母線出現過電壓情況

過電壓容易電容的絕緣介質擊穿；尤其放置時間長的電容，重新使用時要注意直流母線電壓波動不能太大，否則容易造成電容損壞。

1.3 電解電容失效對變頻器的影響

電容容值下降，直流紋波加大。

電容容值下降，可能變頻器發(fā)生過壓、欠壓故障。

電容失效，可能直流回路漏電流加大，直流母線之間的絕緣。

電容損壞，可能直流回路短路，損壞整流橋。

電容漏夜，可能腐蝕變頻器其它部件。

2 變頻器直流回路電解電容的日常注意事項

日常中需對電容器周圍的進行清掃，保持電容周圍潔凈，風道暢通，保證電容正常散熱。

2.1 存放時間的計算

注意，放存時間應自生產的時間起計算，而不是自交貨時間起計算。

變頻器出廠日期按下面的例子查找：

<圖2-1 變頻器出廠日期>

2.2 直流母線電容預充電

一般存放一年以上的變頻裝置，投入運行前需要對變頻器的直流母線電容進行預充電操作，進而恢復電容電解質活性，存放不**過一年的，可以不進行預充電。

對于預充電具體操作步驟，需要參考相應的產品說明書，建議充電時分階段升高電壓，見圖2-2，逐步將直流母線電壓升至額定值，防止電流過大，造成電容毀壞。

<圖2-2 電容預充電時序圖>

2.3 電容更換及更換注意事項

一般電容實際容值**標稱值的80%，就需要更換。

電容外觀出現漏液、變形、膠塞彈出，需要更換。

更換新的電容，需要注意電容的標稱電壓、容量，安裝尺寸等。

更換電容時注意電容的極性不能裝反。

為保證電容組內各個電容的特性*，建議整組更換。

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