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变频器出现凝露了?别怕,两个方法教你搞定


变频器出现凝露了?别怕,两个方法教你搞定

控制与传动 2017-08-25



我国幅员辽阔,有大量变频器工作在潮湿环境中。比如安装在多雨的南方沿海地区的变频器、潮湿山地附近的风电机组变频器和工作在河流、湖泊的变频器装置等等。

受空气湿度影响,一旦环境温度发生大变化,变频器就有可能出现凝露现象,其内部功率器件、电路板等部位会产生一定量的液态水。在与内部积累的灰尘混合后,变频器的电气绝缘会受到严重影响,甚至产生通路,影响正常运行。



比如,液态水附着于功率器件散热板之上,会导致igbt的栅极和漏极之间形成通路,严重破坏igbt的栅极,导致igbt失去正常功能。再比如,液态水附着于电路板之上会导致相应端子出现短路现象,造成脉冲混乱,严重的还会导致桥间短路等故障。

凝露现象会严重影响和威胁变频器的正常稳定运行。如果变频器工作于潮湿环境中,特别是夏季多雨的南方,必须采取正确措施预防和消除凝露现象。


一、凝露的形成及其对变频器产生的危害

自然条件下的空气是由少量尘埃、水汽以及绝干空气所组成。空气所能够容纳的水汽与环境温度成正比,即环境温度越高,空气就能容纳更多水汽。而所谓的露点温度,是指特定湿度空气出现凝露现象的最高温度。

在较高温度下包容在空气中的水汽,由于温度下降,会使得无法继续容纳于空气中的水汽通过液态水的形式析出。如果湿度较大且温度相对较高的空气碰到温度相对较低(低于该条件下空气的露点温度)的变频器的固态表面,就会产生凝露现象,进而在变频器相关部件的表面产生一定量的液态水。

当液态水与变频器内部的灰尘混合,会产生相应的导电通道,进而对变频器的电气绝缘造成影响,使得本该不导电的区域转换为正常导电的区域。



举例:一旦混合了灰尘凝露附着于igbt功率器件的表面,会导致igbt的栅极和漏极之间形成通路,严重破坏igbt的栅极,导致igbt失去正常功能;再比如,混合了灰尘凝露附着于控制电路板之上,会使得电路板产生原本不存在的导电通道,导致逻辑脉冲出现混乱,进而产生电源短路、电子元器件失效等故障。

尽管部分电路板进行了相应的涂覆处理,但由于盲点等因素的影响,总会在某些元器件的底部、电路连接处等部分产生凝露现象。


二、凝露的消除方法

通过对温差和湿度等凝露形成条件的破坏,可以从根本上消除凝露现象发生的目的。破坏了任何一个形成条件,变频器都不会出现凝露现象。

目前,较为通行和常用的凝露消除方法有:温度控制法和湿度控制法,前者旨在降低相对温度,而后者旨在降低相对湿度。


温度控制

阻止凝露的形成,可以通过破坏温差这一凝露形成条件来实现。由于变频器柜体内部相对封闭,若可以让柜体温度始终高于露点温度,就不会产生凝露。

受该思想的影响,现阶段主要有两种温度控制方案:

第一种方案包括通风口和加热器等。一般情况下通风口都设置了过滤器,不仅能够杜绝大量灰尘进入变频器内部,还能够确保IP防护等级。

该方案的主要要点在于一旦湿度过大即开始加热,温度提升时就加大通风。在湿度超过预先设定的数值时,促发加热动作,提高变频器内部温度,进而有效控制相对湿度条件,在温度达到预先设定的阀值之后,起动通风,从而使得变频器内部进入一定量的外部新风,从而确保变频器内外始终保持一致的空气相对湿度,温度始终保持在正常的范围之内。一般情况下,当温度超过40℃就起动通风系统,相对湿度超过80%就起动加热器。

第二种方案的主要思路为:变频器内部冷却能力相对可控,确保柜内温度始终保持在一定的范围之内,当湿度超过阀值,就降低变频器的散热能力,通过变频器所产生的功耗来提高变频器柜内温度,从而杜绝凝露现象的出现;当温度超过阀值,就提高散热能力,杜绝温度过高影响变频器的正常运行。

该方案下的变频器柜体大多采用的是完全密封的形式,有效杜绝了盐雾、有害气体和灰尘进入柜体内部,便于变频器长期、可靠和正常的运行。

湿度控制

通过减少水汽含量,有效降低空气相对湿度,从而杜绝凝露现象的产生。主要包括以下三种方案:温差除湿法、吸附及膜式除湿法和冷凝除湿法。

温差除湿法在变频器内部安装有利于凝露的散热器,从而使得凝露仅形成于该散热器之上,从而不会在变频器内部其他部位形成凝露,散热器上形成的冷凝水通过出口向外排出,以便确保柜内始终保持相对干燥的环境。

吸附及膜式除湿法在变频器柜内设置相应的吸附材料来起到水汽吸附的目的,确保柜内始终保持相对干燥的环境;也可以通过膜过滤器的设置,来起到阻隔水汽的目的,只让干空气通过过滤器,使变频器内部只流入相对干燥的空气。

冷凝除湿法在变频器内部设置温度最低点,使得凝露仅产生于该处,从而有效降低变频器内部的相对湿度,使得变频器内部始终保持相对干燥的环境。








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