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May 31, 2023

可変周波数ドライブのトラブルシューティングの改善

可変周波数ドライブ (VFD) テクノロジーの改善により、コストが削減され、信頼性が向上し、使用量が増加しました。 最新の VFD システムのほとんどは、内部診断機能を備えており、

可変周波数ドライブ (VFD) テクノロジーの改善により、コストが削減され、信頼性が向上し、使用量が増加しました。 最新の VFD システムのほとんどには、障害時に自動的にシャットダウンする内部診断機能が備わっています。 ただし、これらの障害の原因を特定して修正するのが難しい場合があります。 ただし、モーターの非通電状態および通電状態のテストは、これらの問題の多くを特定するのに役立つ貴重な洞察を提供します。 この記事では、これらのモーター テスト技術を VFD のトラブルシューティングに組み込む方法について説明します。

VFD は、入力される三相交流 (AC) 電力を整流し、直流 (DC) バスを作成します。 DC バスはコンデンサを使用して、整流された DC をインバータ セクションへの入力として平滑化します。 インバータセクションでは、コントローラはマイクロプロセッサを使用して半導体スイッチを制御し、DC 電圧をモータへの可変三相 AC 電圧および周波数入力に変換します。

半導体 (シリコン制御整流器 [SCR] または絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ [IGBT]) が点弧する時間を制御することにより、DC パルスの幅が DC を変調し、可変電圧の模擬三相入力電圧を生成します。そして周波数。 入力電圧の周波数によって、磁界がステーターの周りを回転する速度が決まります。 磁界の速度は同期速度 (SS) と呼ばれます。

インバータ回路からのスイッチングの性質により、VFD はプラントの電気システムに高調波を導入し、電力品質 (PQ) の問題を引き起こす可能性があります。 さらに、VFD は受信する PQ の問題にも敏感になり、シャットダウンを引き起こす可能性があります。 多くの VFD には、シャットダウンの原因を示す電子機器が内蔵されています。 これらの共通コードは、過電圧、過電流、過負荷、電圧、電流の不均衡、過熱、または外部障害の原因を割り当てます。 この情報は重要ですが、本当の問題は、何が障害状態を引き起こしたのかということです。 障害状態は VFD によって引き起こされたものですか、それとも VFD によって発生したものですか?

VFD で障害が発生した場合は、入力電力、接続の問題、多くのモーターの問題のいずれか、または駆動される機械やプロセス自体の障害が原因である可能性があります。 VFD が原因で故障が発生した場合は、電子コンポーネントの故障または故障が原因である可能性があります。 一般的な故障には、整流器セクションのダイオード、DC バス上のコンデンサ、またはインバータセクションの半導体の故障または故障があります。

モーター回路解析 (MCA) は、モーター巻線を通じて一連の低電圧 AC および DC 信号を注入し、モーターの通電が停止されている間にモーター システム全体を徹底的に評価するモーター テスト手法です。 MCA モーター テストは、モーターで直接実行することも、VFD の出力からリモートで実行することもできます。 ロータの問題や巻線絶縁破壊の進行を特定できない従来の非通電状態のモータテストとは異なり、MCA テストは、接地壁絶縁システムと、ステータ内のコイルを作成するために使用される導体周囲の絶縁体および既存の絶縁体に発生している故障を早期に示します。またはローターの電気部分に故障が発生しています。

MCA は初期段階で障害を特定できるだけでなく、モーターが「良好」であることを迅速に確認できるため、VFD トリップの原因であるモーターを排除できます。 VFD の出力から 3 分間のテストを実行すると、「良好」という結果は、モーターが良好な状態にあるだけでなく、テストされた回路内のすべての関連ケーブルおよび電気コンポーネントも良好な状態にあることを示します。

ただし、結果が「不良」を示した場合は、モーターで直接追加の 3 分間のテストが実行されます。 モーターのテストが「良好」であれば、テストが適切に実施され、故障はケーブル配線またはコントローラーにあることを意味します。 モーターが故障の進行を示している場合、故障がローターまたはステーターの電気回路にあるかどうかを判断するために利用できるオプションの MCA テストがあります。