Техническое обслуживание преобразователей частоты: 8 Unidrive M700, тиристорный Parker SSD590 и как не надо обслуживать Unidrive SP5402

Преобразователь Unidrive M700-11404170E — до — **До / после — тяните ползунок** · Unidrive M700-11404170E до и после технического обслуживания

Преобразователь Unidrive M700-11404170E — после — **До / после — тяните ползунок** · Unidrive M700-11404170E до и после технического обслуживания

1. Плановое ТО восьми Unidrive M700-11404170E

Восемь преобразователей частоты Control Techniques Unidrive M700-11404170E мощностью 225/250 кВт работали в цеху с мелкодисперсной пылью. Пыль плотным слоем покрыла платы, конденсаторы звена, шины и радиаторы — на фото «до» под ней едва видны компоненты.

Такая пыль опасна дважды. Она ухудшает охлаждение: радиаторы и конденсаторы греются сильнее. А во влажном воздухе пыль становится проводящей, и по поверхности плат начинаются утечки и пробои.

Что сделали на каждом из восьми приводов:

Разобрали силовую часть и очистили платы, конденсаторы, шины и радиаторы от мелкодисперсной пыли.
Заменили термопасту под силовыми IGBT-модулями инвертора.
Заменили термопасту под тиристорными модулями выпрямителя.
Протянули силовые и контрольные соединения с моментом по документации — см. «Момент затяжки силовых соединений».
Собрали приводы и провели тестовый запуск.

Зачем менять термопасту при ТО. Со временем паста под модулями высыхает и выдавливается из зазора. Тепловое сопротивление между модулем и радиатором растёт, и кристаллы работают горячее. Замена пасты при плановом обслуживании стоит несравнимо дешевле, чем замена сгоревшего IGBT-модуля. Что и как часто проверять — в статье «Регламент обслуживания ПЧ».

2. Parker SSD590: короткое замыкание от металлической пыли

Тиристорный преобразователь Parker SSD590 управляет двигателем постоянного тока. Рядом шла металлообработка, и мелкодисперсная металлическая пыль вместе с потоком охлаждающего воздуха попадала внутрь привода.

Металлическая пыль проводит ток. Она осела на силовой плате между дорожками и выводами, находящимися под высоким напряжением, и привела к короткому замыканию.

Силовая плата Parker SSD590 — до — **До / после — тяните ползунок** · Силовая плата Parker SSD590 до и после ремонта и очистки

Силовая плата Parker SSD590 — после — **До / после — тяните ползунок** · Силовая плата Parker SSD590 до и после ремонта и очистки

Провели техническое обслуживание привода и очистили его от металлической пыли.
Отремонтировали силовую плату после короткого замыкания.
Проверили плату и собрали привод.

Если в цеху металлическая пыль. Привод должен стоять в закрытом шкафу с фильтрами на входе воздуха, а фильтры — меняться по графику. Чистить привод в таких условиях нужно чаще обычного: ориентируйтесь на то, как быстро забиваются фильтры.

3. Как не надо: обслуживание Unidrive SP5402 своими силами

Преобразователь Unidrive SP5402 на 75/90 кВт обслуживали инженеры заказчика. При осмотре мы нашли две ошибки: из-за них такое ТО не продлевает жизнь приводу, а приближает отказ IGBT-модулей.

Сорванная резьба в радиаторе

Винты IGBT-модуля затянули с чрезмерным усилием. Радиатор алюминиевый, и резьбу в нём вытянуло. Винт больше не прижимал модуль, и плотного прилегания основания модуля к радиатору уже не было. На видео видно, что модуль свободно качается.

Unidrive SP5402: IGBT-модуль не прижат к радиатору — резьбу вытянуло

Вытянутая резьба в алюминиевом радиаторе Unidrive SP5402 — Резьбу в радиаторе вытянуло при затяжке

Основание IGBT-модуля с неравномерным слоем пасты КПТ-8 — Основание модуля: слой пасты неравномерный

КПТ-8 вместо пасты для силовых модулей

По словам заказчика, сотрудник нанёс термопасту КПТ-8. Это универсальная паста из силиконовой жидкости с оксидом цинка: по ГОСТ 19783-74 её теплопроводность — от 0,7 Вт/(м·К). О её свойствах можно спорить долго, но главная причина, по которой она не подходит для крупных силовых модулей, — pump-out-эффект.

Что такое pump-out-эффект. При каждом цикле нагрева и остывания основание модуля и радиатор расширяются по-разному, и основание слегка выгибается. С каждым таким циклом паста понемногу выдавливается из зазора к краям — «выкачивается». Под модулем остаются сухой наполнитель и воздушные пустоты, тепловое сопротивление растёт, и кристаллы IGBT перегреваются. Пасты и термоинтерфейсы для силовых модулей рассчитаны на такую работу.

Что сделали мы

Отшлифовали радиатор в местах установки силовых IGBT-модулей — вернули ровную посадочную поверхность.
Восстановили резьбу в радиаторе.
Нанесли термопасту, предназначенную для силовых IGBT-модулей, и затянули модули с моментом по документации.

Как обслуживать силовые модули правильно

Момент затяжки — по документации на модуль, динамометрическим ключом. Затягивайте крест-накрест в несколько этапов: сначала предварительно, затем окончательно. Например, для модулей 62 мм Infineon указывает затяжку в три этапа и не более 6 Н·м для винтов M6.
Только специальная термопаста или термоинтерфейс для силовых модулей. Слой тонкий и равномерный: Infineon рекомендует 50–100 мкм и нанесение через трафарет.
Ровный и чистый радиатор. Для модулей 62 мм Infineon допускает неплоскостность поверхности радиатора не более 30 мкм. Забоины, старую пасту и грязь удаляют до установки модуля.
Проверка после наработки. После первых циклов нагрева производители рекомендуют проверить момент затяжки.

Главное. Недотянутый модуль перегревается из-за плохого контакта с радиатором, перетянутый — ломает резьбу, а иногда и сам модуль. Если в штате нет инструмента и опыта, силовую часть лучше доверить сервису.

Хотите поставить приводы на плановое обслуживание? Пришлите список моделей — предложим регламент и стоимость.