تحليل شامل ومقاييس مضادة لظاهرة الشيخوخة لأجهزة APF (مرشح الطاقة النشط)

نظرًا لأن بيئة الطاقة الصناعية أصبحت معقدة بشكل متزايد ، فقد لفت APF (مرشح الطاقة النشط) كجهاز رئيسي لإدارة جودة الطاقة الكثير من الاهتمام بسبب موثوقيته التشغيلية على المدى الطويل. لضمان عدم تأثر صيانة وعمر المعدات التي يشتريها المستخدمون ، فإن الشركة المصنعة لـ APF ، Cook Cooper Electrical ، ستجري تحليلًا منهجيًا لظاهرة الشيخوخة وآلية التأثير الخاصة بها في APF.

ⅰ. خصائص توهين الأداء للمكونات الأساسية

يتجلى شيخوخة مرشحات العاكس APF (مرشح الطاقة النشط) في المقام الأول في تدهور أداء وحدات الطاقة IGBT. مع تراكم وقت التشغيل ، تزداد خسائر تبديل IGBT تدريجياً ، وهو ما ينعكس في ارتفاع انخفاض الجهد على الحالة (عادة من 1.8 فولت إلى 2.5 فولت) وانخفاض سرعة التبديل. في الوقت نفسه ، عندما تنخفض قيمة السعة لمكثف ناقل DC بأكثر من 15 ٪ ، فإنها ستؤثر بشكل مباشر على خصائص الاستجابة الديناميكية للمرشح النشط APF.

الثاني. تدهور أداء نظام التحكم

يمكن أن يؤدي شيخوخة لوحة التحكم في APF (مرشح الطاقة النشط) إلى انخفاض في دقة التعويض التوافقي. يتجلى الانخفاض في قوة الحوسبة لرقاقة DSP (معالج الإشارة الرقمية) كزيادة في تأخير الكشف التوافقي (من 50 μs إلى أكثر من 100 μs) ، وزيادة في معدل تشويه شكل الموجة PWM. عندما يتجاوز الانجراف الصفر من المستشعر الحالي ± 1 ٪ من القيمة المقدرة ، فإنه سيؤدي إلى انحراف في تيار التعويض. هذه الظواهر الشيخوخة واضحة بشكل خاص في ظل ظروف تقلبات الحمل المتكررة ، وتتجلى لأن النظام في كثير من الأحيان يبلغ عن رمز الصدع "خطأ تتبع مفرط".

ثالثا. تحليل انخفاض كفاءة نظام تبديد الحرارة

يعد تدهور أداء مروحة التبريد والمرار الحراري خاصية نموذجية لشيخوخة المرشح النشط APF. عندما يتسبب التآكل المحمل في انخفاض سرعة المروحة بأكثر من 20 ٪ ، تنخفض كفاءة تبديد الحرارة بشكل كبير. عندما تتم تغطية الجار الحراري بالغبار (بسمك يتجاوز 2 مم) ، تزداد المقاومة الحرارية بنسبة 35 ٪ ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة المستمرة لـ IGBT. تُظهر البيانات المقاسة أن عمر خدمة المرشح النشط APF مع تبديد الحرارة ضعيفًا سيتم تقصيره بنحو 40 ٪ ، وسيزداد معدل الفشل بأكثر من ثلاث مرات.

رابعا. مخاطر الشيخوخة لربط المكونات

مشكلات الشيخوخة الميكانيكية مثل الأكسدة في نقاط توصيل أشرطة BUSBARS ومرحلات فضفاضة منتشرة على نطاق واسع في وحدات APF (مرشح الطاقة النشط) التي تعمل لأكثر من 5 سنوات. زيادة قدرها 50 مترًا في مقاومة التلامس ستتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية 15 ألف. قد يؤدي تكسير طبقة العزل لكابل الطاقة (مع عمق الكراك الذي يتجاوز 0.5 مم) إلى دوائر قصيرة بين الطور.

خامسا أساليب تقييم حالة الشيخوخة

يجب أن يتضمن تقييم الشيخوخة المهنية للمرشح النشط APF: اختبار قيمة السعة (معدل التوهين) ، واختبار مميزات تبديل IGBT (خسارة على الحالة) ، واكتشاف حجم الهواء المروحة (لا يقل عن القيمة المقدرة البالغة 80 ٪) ، والتحقق من دقة التحكم (معدل تحسين THD لا ينخفض ​​بنسبة تزيد عن 15 ٪).

فيما يتعلق بمشكلة الشيخوخة لأجهزة APF (مرشح الطاقة النشط) ، يوصى بإنشاء نظام صيانة وقائي شامل. من خلال إجراء عمليات تفتيش منتظمة للمعلمات الرئيسية ، والاستبدال في الوقت المناسب لمكونات الشيخوخة ، وتحسين بيئة التشغيل ، يمكن تباطؤ سرعة شيخوخة الجهاز بشكل فعال ، مما يضمن التشغيل المستمر والمستقر لمرشح الطاقة النشط APF وتوفير دعم توافق موثوق لنظام الطاقة.