AKKN Electronics Iranدر یک سالن تولید، درایو یک نوار نقاله پس از چند هفته کار عادی، همزمان با نوسان ولتاژ شبکه، با خطای اضافهولتاژ باس DC خارج از مدار میشود. پس از باز کردن درایو، خازنهای الکترولیت باس DC باد کرده، شیر تخلیه آنها باز شده و الکترولیت روی برد نشت کرده است. تجربه نشان میدهد تعویض ساده با همان نوع خازن پاسخ نمیدهد و خرابی تکرار میشود. علت معمولاً «کیفیت قطعه» نیست؛ انتخاب ولتاژ نامی، میزان کاهش بار مجاز و شرایط واقعی شبکه و دما است که عمر را کوتاه کرده است.
ریشهیابی لایهای خرابی خازن در باس DC
بررسی را در سه لایه انجام دهید: ولتاژ نامی، ولتاژهای گذرا و حرارت ناشی از جریان ریپل. ولتاژ کاری واقعی خازن، جمع ولتاژ مستقیم باس و پیک ریپل است. اگر این مجموع در بدترین حالت به ولتاژ نامی نزدیک شود، جریان نشتی بهصورت غیرخطی افزایش مییابد و به لایه اکسید عایق تنش وارد میشود. برای کار صنعتی، ولتاژ نامی خازن را معمولاً ۱٫۲ تا ۱٫۵ برابر ولتاژ نامی باس انتخاب میکنند؛ یعنی مجموع ولتاژ DC و پیک ریپل نباید از ۷۰ تا ۸۰ درصد ولتاژ نامی خازن بیشتر شود. هرچه حاشیه ولتاژ بیشتر باشد، جریان نشتی کمتر و عمر طولانیتر است.
خازنهای الکترولیت آلومینیومی، مطابق مشخصه عمومی IEC 60384، باید ولتاژ سورژ حدود ۱٫۰۵ تا ۱٫۱ برابر ولتاژ نامی را برای مدت کوتاه (معمولاً ۳۰ ثانیه) تحمل کنند؛ اما این ویژگی برای تکرار مکرر طراحی نشده است. اتصال مجدد سریع درایو بلافاصله پس از قطع برق، پیش از تخلیه کامل مقاومتهای باس، یک پالس جریان شارژ شدید به خازن وارد میکند. همچنین در شبکههایی که کلیدزنی پمپها یا بانک خازن جبرانسازی وجود دارد، پالسهای ولتاژ گذرا به باس DC راه مییابند و لایه دیالکتریک را تحلیل میبرند.
لایه سوم، جریان ریپل و دمای هسته است. جریان ریپل در مقاومت سری معادل (ESR) گرما تولید میکند و دمای هسته، نه دمای بدنه، تعیینکننده عمر است. به ازای هر ۱۰ درجه سانتیگراد افزایش دمای هسته، عمر خازن تقریباً نصف میشود. نصب خازن در مجاورت سینک داغ یا در تابلو بسته با دمای بالای ۵۰ درجه، حتی با ولتاژ نامی درست، خرابی را تکرار میکند.
روش اندازهگیری و مقادیر پذیرش
پیش از تعویض، خازن را از مدار خارج کنید، دو سر آن را با مقاومت مناسب یا لامپ تخلیه کنید و اندازهگیریهای جدول زیر را با ابزار کالیبره انجام دهید. آزمون سورژ معمولاً در تعمیرگاه انجام نمیشود؛ سلامت دیالکتریک را بهصورت غیرمستقیم با جریان نشتی میسنجند.
| پارامتر | ابزار | روش اندازهگیری | معیار پذیرش |
|---|---|---|---|
| ظرفیت | LCR متر | اندازهگیری در فرکانس ۱۲۰ هرتز در دمای اتاق | بین ۸۰ تا ۱۲۰ درصد مقدار نامی؛ افت بیش از ۲۰ درصد بهمعنای تعویض است |
| ESR | ESR متر یا مولتیمتر مجهز | اندازهگیری در فرکانس ۱۰۰ کیلوهرتز | حداکثر ۱٫۵ تا ۲ برابر ESR خازن نو همارزش |
| جریان نشتی | منبع DC با محدودیت جریان و میکروآمپرمتر | اعمال ولتاژ نامی به مدت ۵ دقیقه از طریق مقاومت محدودکننده | پس از پایدار شدن، کمتر از (۰٫۰۱×C×V) میکروآمپر (C بر حسب µF و V بر حسب V) یا ۳ میکروآمپر، هرکدام بیشتر است |
| دمای بدنه | دماسنج غیرتماسی یا ترموکوپل | اندازهگیری پس از یک ساعت کارکرد در بار نامی | اختلاف با دمای محیط کمتر از ۱۰ درجه؛ سطح بدنه کمتر از ۸۵ درجه برای نوع ۱۰۵ درجه |
| ریپل ولتاژ باس DC | اسیلوسکوپ با پراب ولتاژ | اندازهگیری در حالت کار عادی، روی دو سر خازن | پیک تا پیک ریپل کمتر از حدود ۵ درصد ولتاژ باس |
چکلیست پیشگیری از خرابی مجدد
- ولتاژ نامی خازن جدید را بر اساس بدترین حالت شبکه انتخاب کنید؛ در باس DC معمول، ولتاژ نامی باید حداقل ۱٫۲ تا ۱٫۵ برابر ولتاژ کاری باس باشد.
- پس از قطع برق، پیش از دست زدن به مدار، حداقل ۵ دقیقه صبر کنید تا باس DC تخلیه شود و بلافاصله درایو را روشن نکنید.
- جریان ریپل مؤثر را در بدترین شرایط بار و بالاترین دمای تابلو بررسی کنید و از نزدیکشدن به حداکثر ریپل مجاز خازن پرهیز کنید.
- خازن را از منابع حرارتی دور کنید؛ اگر دمای محیط تابلو از ۴۵ تا ۵۰ درجه بالاتر است، از نوع طولعمر بالا استفاده کنید.
- در بازرسیهای دورهای، ظرفیت و ESR را هر شش ماه اندازهگیری و نتیجه را ثبت کنید؛ روند تغییرات مهمتر از یک اندازهگیری منفرد است.
- برای جایگزینی خازنهای وارداتی اروپایی، معادلی با همان ابعاد، محدوده دمایی و جریان ریپل برگزینید؛ تطبیق صرف ظرفیت و ولتاژ کافی نیست.
خرابی خازن الکترولیت در باس DC درایو، معمولاً «خطای قطعه» نیست؛ پاسخ قطعه به تنشهای ولتاژ، گذرا و حرارت است. با اندازهگیری منظم، ثبت روند پارامترها و انتخاب ولتاژ نامی با حاشیه ایمنی، میتوان عمر درایو را بهطور چشمگیری افزایش داد و از توقف خط تولید جلوگیری کرد.
