Reforming hoặc kiểm tra tụ Bus của biến tần AC, hướng dẫn Reforming tụ điện

Tóm tắt

Reforming hoặc kiểm tra tụ Bus của biến tần AC, hướng dẫn Reforming tụ điện

Câu hỏi

• Làm thế nào để reforming tụ điện của biến tần AC đã không sử dụng trong nhiều năm?
• Biến tần có thể được lưu kho bao lâu mà không cấp nguồn trước khi có nguy cơ hỏng tụ điện khi cấp nguồn trở lại?
• Reforming tụ điện là gì?
• Giải pháp được khuyến nghị để reforming tụ Bus là gì?
• Nếu tôi đang reforming biến tần dòng PowerFlex thì nên mong đợi giá trị tụ điện là bao nhiêu?
• Tôi có thể tìm thông tin về điện dung DC bus trên biến tần PowerFlex ở đâu?

Môi trường

Biến tần PowerFlex

Trả lời

Trong quá khứ, Rockwell Automation đã nhận được rất nhiều yêu cầu thông tin từ khách hàng liên quan đến các biến tần không được cấp nguồn trong thời gian dài. Mối quan tâm lớn nhất đối với các biến tần này là ảnh hưởng của thời gian lên các tụ điện phân nhôm (Aluminum Electrolytic Capacitors). Các tụ Bus không được cấp nguồn trong thời gian từ 2 năm trở lên nên được thực hiện quy trình reforming tụ Bus.

Reforming tụ DC Bus là gì?

Reforming là thuật ngữ kỹ thuật được sử dụng với các tụ điện không được cấp nguồn trong thời gian dài. Để hiểu quá trình reforming, trước tiên cần hiểu quá trình hình thành tụ điện. Để tạo ra một tụ điện, cần có ba thành phần:

1. Anode (cực dương)
2. Cathode (cực âm)
3. Một lớp điện môi được đặt giữa hai lá kim loại.

Tụ điện phân nhôm tuân theo nguyên lý cơ bản này bằng cách sử dụng lá nhôm cho cả anode và cathode, với lớp oxit nhôm được hình thành trên bề mặt lá nhôm làm lớp điện môi và chất điện phân lỏng làm chất dẫn điện.

Điện dung tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của lá anode; diện tích bề mặt càng lớn thì điện dung càng cao. Để tăng diện tích bề mặt của lá anode, nhà sản xuất nhúng lá nhôm vào bể axit. Quá trình này tạo ra các rãnh trên lá nhôm, từ đó làm tăng diện tích bề mặt.

• Sau quá trình này, một lớp oxit nhôm Al2O3 không dẫn điện và có tính cách điện sẽ được hình thành trên bề mặt lá anode và cathode bằng nhôm, bao gồm cả các rãnh đã được ăn mòn.
• Một lớp giấy mỏng được thêm vào giữa các lá kim loại để ngăn chúng cọ xát vào nhau và để giữ/hấp thụ chất điện phân dẫn điện dùng để giảm khoảng cách giữa anode và cathode.
• Lớp oxit nhôm hình thành trên lá nhôm chính là lớp cách điện giữa bản cực dương và âm, tuy nhiên lớp oxit này là vật liệu giòn.
• Khi lớp oxit này bị nứt, dòng rò sẽ chạy giữa anode và cathode. Điều này không làm tụ điện hỏng. Thực tế, dòng rò sẽ tạo ra nhiệt cục bộ, từ đó hình thành thêm oxit và bịt kín vị trí rò.
• Sau một thời gian dài, khoảng 2 năm hoặc hơn, nếu không có điện áp cấp vào tụ điện phân nhôm, lớp oxit sẽ bắt đầu suy giảm và dòng rò sẽ tăng rất cao, cuối cùng dẫn đến hỏng biến tần.

NGUY HIỂM: Nếu cấp điện áp cho tụ điện ở thời điểm này, dòng rò cao (dòng ripple) có thể tạo ra đủ nhiệt để làm bay hơi chất điện phân trong tụ điện, khiến tụ bị xì hơi hoặc có khả năng phát nổ.

Để ngăn điều này xảy ra, các tụ điện cần được reforming. Reforming là quá trình tái tạo lại lớp oxit trong các rãnh của lá nhôm:

• Cách đơn giản để reforming tụ điện phân nhôm là cấp điện áp DC có kiểm soát.
• Mức điện áp DC nên được tăng theo từng bước trong khoảng thời gian xác định tại mỗi mức tăng. Xem hướng dẫn reforming bên dưới.
• Điện áp DC sẽ tạo ra mức dòng rò phù hợp để hình thành lớp oxit mới.

Hướng dẫn reforming tụ Bus:

• Để tham khảo hướng dẫn reforming, xem tài liệu Preventive Maintenance Checklist of Industrial Control And Drive System Equipment Service Bulletin, publication DRIVES-TD001. Phần Bus Capacitors đề cập đến hướng dẫn liên quan đến thời gian lưu kho và giá trị tăng điện áp DC.
• Thiết bị reforming tụ điện Bonitron M3628PCF Portable Capacitor Former Manual, video Bonitron 3628 Portable Capacitor Former.
• Thiết bị reforming tụ điện tự động Bonitron M3628ACF Automatic Capacitor Former Manual, video Bonitron M3628ACF Automatic Capacitor Former.
• Để xác minh điện dung Bus của biến tần PowerFlex, xem: The Drives in Common Bus Configurations Application Guidelines, publication DRIVES-AT002. Đối với điện dung Bus của biến tần PowerFlex 755T, tham khảo Drives in Common Bus Configurations with PowerFlex 755TM Bus Application Technique, publication DRIVES-AT005.

Quy tắc tham khảo nhanh cho giá trị tụ điện của các sản phẩm PowerFlex dòng 4 hoặc 5 là khoảng 50uF – 60uF (-/+ 10%) trên mỗi Amp đối với biến tần 460VAC.

---

Nguồn: Cơ sở dữ liệu Technote của Rockwell Automation.