变频器滤波电解电容器损坏原因分析和更换方法

如何判断滤波电解电容是否损坏?一般当电解电容出现下面表现形式就可以判断为损坏了:外观炸开、铝壳鼓包、塑料外套管裂开,流出了电解液、保险阀开启或被压出,小型电容器顶部分瓣开裂,接线柱严重锈蚀,盖板变形、脱落,这些都说明电解电容器已损坏。用万用表测量开路或短路,容量明显减小,漏电严重。

电解电容的损坏、失效有以下几种情况:

1)电解电容内部的短、断路损坏,故障现象是烧开关管及其他限流元器件,如保险与开关电源中的限流电阻。电容短、断路损坏工作在高电压、大电流中的滤波电容器,当因某种原因使电压升高,并超过其耐压值时,使之击穿短路损坏,或由于整流二极管损坏后使有极性的电解电容器相当于工作在交流电路中,在较大的反向漏电流下发热而短路损坏。由于短路时流过电容器的电流很大,一般电容器都会爆裂或使其封口胶塞胀出。滤波电容短路后,常出现保险丝或限流电阻烧断、电源厚膜块或开关管、整流管击穿之类的故障。主要表现为整机“三无”,这种故障在各类开关电源中带有共性。

2)电解电容容量降低引起的低效或轻微漏电。主要原因是电容器的参数改变,但没完全失效,在一定程度上还有作用,但达不到应有的作用,使得现有的故障现象出现。而且此类故障不好判断与排除。

3)电解电容容量消失引起的失效、完全漏电或爆浆,是电源中电容出现故障后最难判别与维修的故障,因为测量电容器件,用万用表测试一切正常,但将电容安装在电路上后,电容的容量就完全消失,这是电路中最难维修的软故障之一,即元器件不能承受电压,一有电压的存在,容易就完全消失。

造成电解电容损坏原因有以下几点:

(1)元器件本身质量不好(漏电流大、损耗大、耐压不足、含有氯离子等杂质、结构不好、寿命短)。

(2)滤波前的整流桥损坏,有交流电直接进入了电容。

(3)分压电阻损坏,分压不均造成某电容首先击穿,随后发生相关其他电容也击穿。

(4)电容安装不良,如外包绝缘损坏,外壳连到了不应有的电位上,电气连接处和焊接处不良,造成接触不良发热而损坏。

(5)散热环境不好,使电容温升太高,日久而损坏。

在更换电解电容时要有以下几点的注意事项:

(1)更换滤波电解电容器最好选择与原来相同的型号,在一时不能获得相同的型号时,必须注意以下几点:耐压、漏电流、容量、外形尺寸、极性、安装方式应相同,并选用能承受较大纹波电流,长寿命的品种。

(2)更换电解电容过程中注意电气连接(螺丝联接和焊接)牢固可靠,正、负极不得接错,固定用卡箍要能牢固固定,并不得损坏电容器外绝缘包皮,分压电阻照原样接好,并测量一下电阻值,应使分压均匀。

(3)已放置一年以上的电解电容器,应测量漏电流值,不得太大,装上前先行加直流电老化,直流电先加低一些,当漏电流减小时,再升高电压,最后在额定电压时,检测其漏电流值不得超过标准值。

(4)因电容器的尺寸不合适,而在替换的电容器只能装在其他位置时,必须注意从逆变模块到电容的母线不能比原来的母线长,两根+、-母线包围的面积必须尽量小,最好用双绞线方式。这是因为电容连接母线延长或+、-母线包围面积大会造成母线电感增加,引起功率模块上的脉冲过电压上升,从而造成损坏功率模块或过电压吸收器件损坏。在不得已的情况下,另将高频高压的浪涌吸收电容器用短线加装到逆变模块上,帮助吸收母线的过电压,弥补因电容器连接母线延长带来的危害。

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