تجزیه و تحلیل جامع و اقدامات متقابل برای پدیده پیری دستگاه های APF (فیلتر فعال)

از آنجا که محیط قدرت صنعتی به طور فزاینده ای پیچیده می شود ، APF (فیلتر قدرت فعال) به عنوان وسیله ای اصلی برای مدیریت کیفیت انرژی به دلیل قابلیت اطمینان عملیاتی طولانی مدت مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. برای اطمینان از این که نگهداری و طول عمر تجهیزات خریداری شده توسط کاربران تحت تأثیر قرار نگرفته است ، تولید کننده APF ، Cook Cooper Electrical ، تجزیه و تحلیل سیستماتیک از پدیده پیری و مکانیسم تأثیرگذار آن در APF را انجام می دهد.

ⅰ ویژگی های ضعف عملکرد اجزای اصلی

پیری فیلترهای اینورتر APF (فیلتر قدرت فعال) در درجه اول در تخریب عملکرد ماژول های قدرت IGBT آشکار می شود. با جمع شدن زمان کار ، ضررهای سوئیچینگ IGBT به تدریج افزایش می یابد ، که در افزایش افت ولتاژ داخلی (به طور معمول از 1.8 ولت به بالاتر از 2.5 ولت) و کاهش سرعت سوئیچینگ منعکس می شود. در عین حال ، هنگامی که مقدار خازن خازن اتوبوس DC بیش از 15 ٪ کاهش می یابد ، به طور مستقیم بر خصوصیات پاسخ پویا فیلتر فعال APF تأثیر می گذارد.

ii. تخریب عملکرد سیستم کنترل

پیری هیئت کنترل APF (فیلتر قدرت فعال) می تواند منجر به کاهش صحت جبران خسارت هارمونیک شود. کاهش قدرت محاسبات تراشه DSP (پردازنده سیگنال دیجیتال) به عنوان افزایش تأخیر در تشخیص هارمونیک (از 50 میکرومتر به بیش از 100 میکرومتر) و افزایش در میزان اعوجاج شکل موج PWM آشکار می شود. هنگامی که رانش نقطه صفر سنسور فعلی از 1 ± از ارزش رده بندی شده فراتر رود ، باعث انحراف در جریان جبران می شود. این پدیده های پیری به ویژه در شرایط نوسانات مکرر بار آشکار هستند و به عنوان سیستم که اغلب کد گسل را "خطای پیگیری بیش از حد" گزارش می دهد ، آشکار می شوند.

iii تجزیه و تحلیل کاهش کارایی سیستم اتلاف گرما

تخریب عملکرد فن خنک کننده و سینک گرما یک ویژگی معمولی از پیری فیلتر فعال APF است. هنگامی که سایش یاتاقان باعث می شود سرعت فن بیش از 20 ٪ کاهش یابد ، راندمان اتلاف گرما به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که سینک گرما با گرد و غبار پوشانده شود (با ضخامت بیش از 2 میلی متر) ، مقاومت حرارتی 35 ٪ افزایش می یابد و در نتیجه دمای بالا مداوم IGBT ایجاد می شود. داده های اندازه گیری شده نشان می دهد که عمر خدمات فیلتر فعال APF با اتلاف حرارت ضعیف حدود 40 ٪ کوتاه می شود و میزان خرابی بیش از سه برابر افزایش می یابد.

IV خطرات پیری اجزای اتصال

مشکلات پیری مکانیکی مانند اکسیداسیون در نقاط اتصال اتوبوس ها و اتصال دهنده های گشاد در واحدهای APF (فیلتر قدرت فعال) که بیش از 5 سال در حال کار هستند ، گسترده است. افزایش 50mΩ در مقاومت در برابر تماس باعث افزایش دمای محلی بیش از 15k خواهد شد. ترک خوردگی لایه عایق کابل برق (با عمق ترک بیش از 0.5 میلی متر) ممکن است منجر به مدارهای کوتاه بین فاز شود.

V. روشهای ارزیابی وضعیت پیری

ارزیابی پیری حرفه ای از فیلتر فعال APF باید شامل موارد زیر باشد: آزمون ارزش خازن (میزان میرایی) ، آزمون مشخصه سوئیچینگ IGBT (از دست دادن حالت) ، تشخیص حجم هوای فن (کمتر از ارزش امتیاز 80 ٪) و تأیید صحت کنترل (میزان بهبود THD بیش از 15 ٪ کاهش نمی یابد).

با توجه به مشکل پیری دستگاه های APF (فیلتر برق فعال) ، توصیه می شود یک سیستم جامع نگهداری پیشگیرانه ایجاد کنید. با انجام بازرسی های منظم از پارامترهای کلیدی ، جایگزینی به موقع اجزای پیری و بهینه سازی محیط عملیاتی ، سرعت پیری تجهیزات را می توان به طور مؤثر کند کرد و از عملکرد مداوم و پایدار فیلتر قدرت فعال APF و فراهم کردن پشتیبانی کنترل هارمونیکی قابل اعتماد برای سیستم قدرت استفاده کرد.