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VFD-Frequenzumrichter sind im Allgemeinen Spannungsumrichter, die einen AC-DC-AC-Arbeitsmodus verwenden.aufgrund der sehr großen Kapazität des Filterkondensators auf der Gleichstromseite, ist es gleichbedeutend mit einem Kurzschluss für den Strom im Moment des Aufladens, was zu einem sehr großen Einschlagstrom führt.Wenn zwischen der Geradlinerbrücke und dem elektrolytischen Kondensator kein Ladewiderstand aufgebracht wird, ist es gleichbedeutend mit einem direkten Kurzschluss der 380-Volt-Stromversorgung an die Erde, und der unendliche Strom durch die Geradlinerbrücke wird dazu führen, dass die Geradlinerbrücke explodiert.Nach dem Hinzufügen eines Ladewiderstands für die Strombegrenzung, wenn keine Relais oder andere Komponenten parallel angeschlossen sind, ist der Stromverbrauch des Ladewiderstands sehr groß.

Bei einem 22 kW VFD gibt es zum Beispiel mindestens 45 A Strom am PN-Terminal (Gleichstrombus).Wenn es ein Problem mit dem Teil "Steuerkreislaufanschluss" gibt (z. B. Qualitätsprobleme mit Relais oder Thyristoren), etc.) wird der Ladewiderstand durch übermäßige Erwärmung beschädigt, nachdem der VFD eine Weile ausgeführt wurde.Der Ladewiderstand ist im Ladekreis in Serie angeschlossen, um den Strom während des Einsatzes zu begrenzen, um Komponenten im Eingangskreis wie den Richter zu schützenDer Anlaufkreislauf des Siemens 6SE701G VFD wird in der beigefügten Abbildung dargestellt.

Nachdem das Aufladen abgeschlossen ist, verkürzt der Steuerkreis den Widerstand durch die Kontakte eines Relais oder eines Thyristors, um den Aufladen des VFD-Frequenzumrichters abzuschließen.Wenn die Wechselstrom-Eingangsleistung des VFD häufig eingeschaltet und ausgeschaltet wird, oder wenn die Kontakte des Bypasskontaktors schlecht verbunden sind oder der Leitwiderstand des Thyristors erhöht wird,Wiederholtes Aufladen oder eine zu lange Ladezeit führt dazu, dass der Ladewiderstand ausbrennt.Vor dem Austausch des Ladewiderstands muß daher die Ursache ermittelt werden, bevor das VFD wieder in Betrieb genommen werden kann.

Bei einigen VFD-Frequenzumrichter führt die CPU jedoch während des Starts Spannungsdetektion und Frequenzreduktion durch.und der Kontaktor nicht eingeschaltet wird, wird der große Strom während des Starts einen signifikanten Spannungsabfall über den Ladewiderstand erzeugen.Der plötzliche Rückgang der Gleichspannung des Hauptkreislaufs wird durch den Spannungserkennungskreislauf erkannt, und die CPU gibt einen Frequenzreduzierungsbefehl aus. Wenn der VFD entladen oder leicht beladen ist, wird der Erkennungskreis einen Unterspannungsfehler "sofort melden",und die CPU wird sofort die Maschine zum Schutz stoppenIn diesem Fall hat der Widerstand keine Zeit, sich auszubrennen, bevor die VFD stoppt und sich selbst schützt.

01. Wie wählt man den Widerstandswert des Ladewiderstands?

Wenn die Spannung einen bestimmten Wert erreicht (z.B. 200 V Gleichstrom), wird der elektrolytische Kondensator durch den Ladeschwerpunkt geladen.die Hilfsstromversorgung beginnt, Strom an die Steuerplatine zu liefernDas Relais oder der Thyristor wird anschließend aktiviert und umgeht den Ladeschallwiderstand.je größer der Strom, der durch die Gleichrichterbrücke fließtDie Anfänger bei der Reparatur von VFD-Frequenzumrichtern fragen sich oft, ob durch den Austausch des Ladewiderstands durch einen kleineren die Geradlinerbrücke sofort nach dem Starten explodieren könnte.Die Antwort lautet nein..

Tatsächlich wird während des Starts eine geblasene Geradlinerbrücke in der Regel nicht durch einen zu kleinen Ladewiderstand R verursacht, sondern eher durch einen zu großen R.Stromströme durch den Ladewiderstand, um den Kondensator aufzuladen. Sobald die Spannung ausreicht, um die Hilfsstromversorgung zu aktivieren (z. B. 200 V), sendet die CPU ein Signal, um das Relais zu schließen oder den Thyristor auszulösen.Wenn die Spannung am Punkt b des Relais niedrig ist (aber höher als 200 V), während die Spannung am Punkt a, direkt aus 380 V Wechselstrom (ca. 540 V Gleichstrom) bereinigt, besteht zwischen den Punkten a und b ein erheblicher Spannungsunterschied.Der Strom ist extrem hoch, ähnlich wie wenn man mehrere hundert Volt auf einen sehr kleinen Widerstand setzt.Dieser Stromschub übersteigt bei weitem die Nennkapazität der Geradlinerbrücke, wodurch sie versagt.

Bei Hochleistungs-VFD-Frequenzumrichter ist der Ladewiderstand kleiner.Da die RC-Zeitkonstante die Ladezeit bestimmtDer Ladewiderstand ist in der Regel so auszuwählen, daß sein Höchstwert 300Ω und sein Mindestwert mindestens 10Ω nicht überschreitet.Größere Widerstände werden für VFDs mit geringer Leistung verwendet, während kleinere Widerstände für Hochleistungseinheiten verwendet werden.

02. Auswahl der Energiespeicherkondensatorkapazität

Die allgemeine Faustregel für die Kondensatorwahl ist ≥60μF/A. Zum Beispiel benötigt ein 15kW VFD-Frequenzumrichter mit einem Nennstrom von 30A eine Kapazität von ≥60μF/A × 30A, was mindestens 1800μF beträgt.Daher, werden in der Regel vier 2200μF-Kondensatoren (zwei parallel und zwei in Serie) oder zwei 4700μF-Kondensatoren (in Serie) gewählt.Da die Qualität von Hersteller zu Hersteller erheblich variieren kann.

Einige Techniker ersetzen bei der Reparatur eines VFD-Frequenzumrichter nur das beschädigte Wechselrichtermodul, nur um festzustellen, dass das Modul kurz darauf wieder versagt.Sie können schlechte Modulqualität oder raue Betriebsumgebungen dafür verantwortlich machen, aber die Ursache ist oft, dass sie nicht erkennen, warum das Modul in erster Linie versagt hat, so dass die zugrunde liegenden Probleme ungelöst bleiben.

Zu den internen Faktoren, die zu Schäden am Wechselrichtermodul führen, gehören Kondensatorzerstörungen wie reduzierte Kapazität oder vollständiger Ausfall.Dies kann genauso kritisch sein wie externe Faktoren wie eine längere Überlastung.Die Folgen von Kondensatorproblemen sollten nicht unterschätzt werden. Eine leichte Reduktion der Kapazität kann sich als schlechte Belastungsfähigkeit manifestieren.Auslösung von Gleichspannungsbusunterspannungsfahrten unter schweren BelastungenEin schwerer Kondensatorfehler kann das Wechselrichtermodul tödlich beschädigen, bevor der Spannungsdetektionskreis reagieren kann.

Wenn Kondensatoren abfallen (z. B. reduzierte Kapazität), kann der VFD-Frequenzumrichter bei leichter Belastung normal erscheinen, aber bei voller Belastung ausfallen.Der Gleichstrombus verliert seine Energiespeicher- und FilterfähigkeitWährend des Motorstarts verschärft die erhöhte Stromzufuhr diese Pulsationen.Dies erklärt, warum die Auswahl eines zu kleinen Ladewiderstands schädigt Hochspannungskondensatoren, während ein übergroßer Widerstand die Strahlbrücke sprengen kann.wenn sich die Rückseitelektromotorenkraft (EMF) des Motors oder die Ausgangsträgerfrequenz des VFD auf die pulsierende Gleichstromfrequenz ausrichtetIn Kombination mit der parasitären Induktivität und Kapazität im Stromkreis erzeugt diese Resonanz gefährliche Überspannungen.Obwohl IGBTs und Spannungsspannungsdioden im Wechselrichtermodul Spannungswerte mit Sicherheitsmargen habenSelbst hochentwickelte Schutzschaltkreise reagieren möglicherweise nicht schnell genug auf solche schnellen Spannungsüberschreitungen.

Bei Kondensatorproblemen ist es oft heimtückisch, da sie sich als "weiche Fehler" darstellen, die leicht übersehen werden.Kondensatoren, die jahrelang schwierigen Bedingungen ausgesetzt sind, können durch Hochfrequenz-Ladung und -entladung korrodierte Endgeräte entwickelnWährend die Kapazitätsmessungen normal erscheinen, verursacht ein erhöhter innerer Widerstand während des Betriebs Spannungsabfälle, die Techniker irreführen.Kondensator-Degradation kann Resonanz-Überspannungen auslösen, die eine Hauptursache für Modulversagen sind.