Вимірювання опору ізоляції двигуна, живленого від частотного перетворювача — чому перетворювач потрібно спочатку відключити

Посібник про вимірювання опору ізоляції розглядає стандартну процедуру та випробувальні напруги для різних типів кіл (250/500/1000 В постійного струму), а посібник про залишкову напругу шини постійного струму в частотних перетворювачах розглядає, чому конденсатори проміжного контуру постійного струму можуть після відключення утримувати небезпечну залишкову напругу. Ця стаття розглядає третій аспект, специфічний для двигунів, живлених від частотного перетворювача: чому звичайне вимірювання опору ізоляції не можна просто виконувати на клемах двигуна, поки двигун ще з'єднаний з перетворювачем.

Проблема: випробувальна напруга пошкоджує перетворювач

Вимірювач опору ізоляції (мегаомметр) зазвичай прикладає до кола двигуна 500 В або 1000 В постійного струму (див. посібник про вимірювання опору ізоляції для повної таблиці). Ця напруга підходить для ізоляції обмотки самого двигуна, але значно перевищує те, на що розраховані напівпровідникові схеми (IGBT, зворотні діоди) та електролітичні конденсатори проміжного контуру постійного струму в частотному перетворювачі. Якщо вимірювання ізоляції виконується при двигуні, все ще підключеному до перетворювача, випробувальна напруга через кабель двигуна потрапляє і на ці компоненти — з реальним ризиком незворотного пошкодження перетворювача.

Рішення: повністю відключити двигун

Для вимірювання опору ізоляції обмотки двигуна кабель двигуна повинен бути тому повністю відключений від частотного перетворювача — не просто зупинений електронним способом (див. посібник про Safe Torque Off (STO) про те, чому STO не перериває живлення), а фізично від'єднаний на вихідних клемах перетворювача, щоб випробувальна напруга прикладалася виключно до самої обмотки двигуна.

Послідовність у поєднанні з перевіркою залишкової напруги

Перш ніж працювати з боку перетворювача кабелю (наприклад, щоб від'єднати кабель двигуна на вихідних клемах), необхідно спочатку встановити, що залишкова напруга шини постійного струму знизилася до безпечного значення — див. посібник про залишкову напругу шини постійного струму та час розряду конденсаторів. Тільки після цієї перевірки, при фізично від'єднаному від перетворювача кабелі двигуна, безпечно і доцільно виконувати звичайне вимірювання опору ізоляції самої обмотки двигуна.

Практична значущість

При періодичній перевірці за NEN 3140 або розслідуванні несправності двигуна, живленого від частотного перетворювача (насос, вентилятор, конвеєр), вимірювання опору ізоляції завжди повинно виконуватися після фізичного від'єднання кабелю двигуна від перетворювача — ніколи безпосередньо через перетворювач, навіть якщо сам перетворювач вимкнений або перебуває у стані STO. При сумніві щодо правильної послідовності: спочатку перевірка залишкової напруги, потім відключення, тільки потім вимірювання ізоляції.

Часті помилки

1. Виконання вимірювання опору ізоляції при двигуні, все ще підключеному до перетворювача — випробувальна напруга (500-1000 В постійного струму) може пошкодити напівпровідники та конденсатори шини постійного струму перетворювача.
2. Припущення, що STO (Safe Torque Off) достатньо, щоб зробити перетворювач "безпечним" для вимірювання ізоляції — STO перериває керування двигуном, а не фізичне з'єднання між кабелем двигуна і перетворювачем.
3. Відсутність перевірки залишкової напруги шини постійного струму перед початком роботи з боку перетворювача для від'єднання кабелю двигуна.
4. Відсутність розрізнення між вимірюванням ізоляції самої обмотки двигуна та вимірюванням усього кабелю разом з перетворювачем — вони потребують різного підходу, а для самого перетворювача зазвичай — специфічної процедури випробування виробника замість загального вимірювання мегаомметром.

Пов'язане

• Вимірювання опору ізоляції — методика та граничні значення
• Залишкова напруга шини постійного струму — час розряду конденсаторів у частотних перетворювачах
• Безпечне відключення (STO) частотних перетворювачів
• Індекс поляризації (PI) та DAR — великі електродвигуни