ریفورمینگ چیست و فرایند Reforming چگونه انجام می‌شود؟

آیا روشن کردن اینورتر آکبند و قدیمی باعث خرابی درایو و انفجار می‌شود؟

اگر اینورتر آکبند و قدیمی در یک مدت زمان طولانی در انبار نگهداری شده باشد و به‌صورت مستقیم به شبکه برق وصل شود، احتمال انفجار وجود دارد. البته همه اینورترها با اتصال مستقیم به برق شبکه دچار انفجار حتمی نمی‌شوند اما با افزایش جریان نشتی و آسیب شدید خازن‌ها، احتمال انفجار وجود دارد. البته دما محیط نگهداری اینورتر در انبار بسیار مهم است زیرا وضعیت خازن‌های الکترولیتی بیشتر افت پیدا می‌کند و فرایندهای شیمیایی بدتر می‌شود. این مشکلات بیشتر مربوط به خازن‌های الکترولیتی وجود دارد که در اینورترهای ولتاژ پایین استفاده می‌شود. اجرا ریفورمینگ ضروری است اما میزان خطر آن به شرایط و مدت زمان نگهداری درایو در انبار بستگی دارد. گاهی اوقات صرفا با روشن کردن اینورتر طی یک مدت زمان مشخصی، با اجرا ریفورمینگ و اعمال ولتاژ نامی محدود به درایو، می‌توان مجدد اینورتر را راه اندازی کرد.

ریفورمینگ چیست؟

همان‌طورکه گفته شد، با نگهداری طولانی مدت از اینورتر آکبند، خازن‌های دستگاه ضعیف می‌شوند. برای پیشگیری از آسیب جدی به اینورتر و خازن‌ها، رفیورمینگ باید اجرا شود.  قبل از راه اندازی درایو و احرا ریفورمینگ بهتر است نکات مهم در مورد طول عمر و نحوه کارکرد خازن‌های درایو بدانید. این خازن‌های الکترولیتی در بخش لینک DC درایو، انرژی را ذخیره می‌کنند که طول عمر مشخصی دارند و با گذشت زمان، الکترولیت خازن‌ها تبخیر می‌شود. با تبخیر الکترولیت آن‌ها، ظرفیت خازن (Capicity) کاهش می‌یابد و در نهایت با اتصال به برق، باعث بروز خطا ریپل ولتاژ می‌شود.

ریفورمینگ با اعمال تدریجی ولتاژ و محدود کردن جریان می‌توان این لایه را بازسازی کرد. هدف حلوگیری از جریان نشتی زیاد و و گرم شدن داخلی خازن است. در واقع عایق خازن‌های داخلی و خازن‌های الکترولیتی اینورتر ضعیف شده است و اتصال مستقیم به برق شبکه آسیب می‌بیند. یکی از اصلی‌ترین دلایل خرابی اینورتر می‌‌توان به خشک شدن خازن‌های الکترولیتی و ضعیف شدن خازن‌های آلومنیومی اشاره کرد. اتصال مستقیم اینورتر به شبکه برق بسیار آسیب‌زا است و نباید اینورترهای آکبند قدیمی را به‌صورت مستقیم به برق متصل کرد و باید از روش ریفورمینگ استفاده کرد. راهکار ریفورمینگ Reforming برای پیشگیری از خرابی اینورتر آکبند است. این فرایند ریفورمینگ اینورتر آکبند جهت پیشگیری از خرابی خازن‌های آلومینیومی و الکترولیتی اجرا می‌شود.

فرایند ریفورمینگ چگونه انجام می‌شود؟

نباید درایوهای آکبند یا  اینورترهای قدیمی نگهداری شده در انبار را بدون اجرا ریفورمینگ روشن کرد. ریفورمینگ را باید با کنترل ولتاژ و جریان انجام شود و برای افراد غیر متخصص و غیر فنی توصیه نمی‌شود. در فرایند Reforming، مدار میانی درایو (Intermediate Circuit) را برای مدت زمان مشخصی در ولتاژ نامی خود قرار داده می‌شود تا خازن‌ها مجددا فعال شوند. با اجرا فرایند ریفورمینگ، عملیات بازسازی لایه اکسید و واکنش الکتروشیمیایی شروع می‌شود و جریان نشتی کاهش پیدا می‌کند. در برخی از درایوها مانند اینورتر ABB به این اصطلاح، Wake up the capacitors نیز معروف است. فرایند ریفورمینگ دارای 4 روش است که معمولا یکی از این روش‌های زیر قابل اجرا است:

1. اعمال ولتاژ نامی محدود طی یک مدت زمان مشخص براساس زمان نگهداری اینورتر
2. افزایش تدریجی ولتاژ با منبع DC قابل تنظیم
3. افزایش تدریجی ولتاژ با استفاده از واریاک
4. روش اختصاصی مربوط به نوع برند و دستورالعمل‌های سازنده و دستگاه اختصاصی Reforming

در روش‌های افزایش تدریجی ولتاژ واریاک و منبع DC نیاز است که ولتاژ نامی به‌صورت مرحله‌ای افزایش یابد. به‌صورت مثال 25% ولتاژ نامی، 50% و سپس 75% و 100% اضافه می‌شود و در هر مرحله، جریان نشتی کنترل می‌شود.‌ ریفورمینگ در دو حالت می‌توان انجام داد که مربوط به رفومرینگ خازن و ریفورمینگ کل اینورتر ایت که بیشتر ریفورمینگ‌ها برای خود خازن اجرا می‌شود. ریفورمینگ اینورتر در هر روشی امکان‌پذیر نیست یا نیاز به دقت و احتیاط بیشتری را دارد. برای پیشگیری از تعمیر درایو می‌توانید اجرا ریفورمینگ را به افزاد متخصص نیک صنعت بسپارید.

اجرا ریفورمینگ با اعمال ولتاژ نامی محدود برای مدت زمان مشخص

اگر درایو کمتر از 2 سال روشن نشده اشت کافی برق ورودی درایو را متصل کنید. این روش برای اینورترهای کمتر از 2 سال در انبار نگهداری شده، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اینورتر به برق وصل می‌شود اما معمولا موتور بار ندارد و اینورتر در حالت آماده کار قرار دارد. در این حالت، خازن‌های لینک DC به‌آرامی شارژ می‌شوند و لایه اکسید احیا و بازسازی می‌شود. اینورتر به‌صورت اتوماتیک فرایند احیا خازن را انجام می‌دهد. برای حفظ خازن‌ها در شرایط عملیاتی مناسب بهتر است حداقل سالی یک بار اینورتر را روشن کنید. اگر اینورتر 1 سال خاموش بود، حدود 1 ساعت ولتاژ نامی اعمال شود و اگر درایو 2 سال خاموش بود، حدود 2 ساعت برق‌دار شود.

افزایش تدریجی ولتاژ با منبع DC قابل تنظیم

منبع DC قابل تنظیم یکی از بهترین روش‌های رفورمینگ است. منبع DC با اعمال تدریجی ولتاژ افزایشی می‌تواند جریان را محدود کند. این دستگاه کنترل کامل وری ولتاژ، جریان دارد و می‌توان مقادیر جریان نشتی را نیز مشاهده کرد. منبع DC قابل تنظیم برای ریفورمینگ خازن‌های الکترولیتی استفاده می‌شود. در ریفورمینگ دو مورد مهم است که در دستگاه DC وجود دارد که می‌توان موارد زیر را نام برد:

• ولتاژ DC قابل تنظیم
• محدودسازی جریان (Current Limit)

ریفورمینگ در دو حالت کلی انجام می‌شود که یکی ریفورمینگ خازن‌ها و دیگری ریفورمینگ کل اینورتر است که به بررسی هر یک از این حالت‌ها با منبع DC قابل تنظیم می‌پردازیم:

1. حالت اول: ریفورمینگ خازن‌ها: اگر خازن‌های DC-Link از مدار جدا شده باشند یا دسترسی به باس DC مستقیم وجود داشته باشد، این دستگاه بر ای ریفورمینگ مناسب است. در این روش ولتاژ از مقادیر کم شروع می‌شود و به‌صورت تدریجی افزایش می‌یابد. در هر مرحله جریان نشتی اندازه‌گیری و کنترل می‌شود و کاهش جریان نشتی اتفاق می‌افتد. این روش ریفورمینگ برای خازن‌های الکترولیتی است.
2. حالت دوم: ریفورمینگ کل اینورتر: ریفورمینگ کل اینورت باید احتیاط بیشتری کرد و اگر خروجی این منبع به باس DC اینوررتر متصل شود، باید شماتیک درایو شناخته شده باشد.

افزایش تدریجی ولتاژ AC با استفاده از واریاک

با واریاک (Variac) می‌توان ولتاژ AC را به‌صورت تدریجی افزایش داد و باس DC اینورتر نیز به‌صورت تدریجی شارژ می‌شود. استفاده از روش واریاک معایب خود را دارد که فرایند افزایش تدریجی ولتاژ با واریاک زمان‌بر است و جریان نشتی را نمی‌توان به‌صورت مستقیم کنترل کرد. در صورت خرابی خازن احتمال افزایش تنش بیشتر به خازن وجود دارد. در کل ریفورمینگ با اعمال تدریجی ولتاژ و کنترل جریان نشتی خازن‌ها را می‌توان با واریاک انجام داد. برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید مقاله واریاک چیست را مطالعه کنید.

دستگاه اختصاصی Reforming با توجه به نوع برند سازنده

بعضی از برندها و کمپانی‌ها، روش‌های مخصوص برای ریفورمینگ را در منوال ودفترچه راهنما آورده‌اند. برخی از برندها و شرکت‌ها نیز دستگاه مخصوص Reforming خازن را تولید کدند که می‌تواند ولتاژ را به‌صورت پله‌ای افزایش دهد و جریان نشتی را ثبت می‌کنند. البته در صورت بروز مشکل و خرابی، عملیات را متوقف می‌کنند. منبع تغذیه مخصوص ریفورمینگ امکانات زیادی مانند تنظیم زمان ریفورمینگ، تنظم ولتاژ مورد نظر، کنترل و محدودسازی جریان نشتی و اجرا خودکار فرایند ریفورمینگ را دارد.

عملیات ریفورمینگ چه زمانی ضروری است؟

اگر اینورتر چندین سال در انبار نگهداری شده باشد، با اتصال مستقیم برق به خازن‌ها شوک وارد می‌شود. با توجه به نوع برند سازنده متفاوت است و برخی از شرکت‌ها مانند ABB، زیمنس، اشنایدر و دانفوس، دستورالعمل‌های لازم را برای نگهداری و ریفورمنیگ خازن‌ها را مشخص می‌کنند. در ادامه برخی از توصیه‌های تولیدکنندگان را بررسی می‌کنیم:

• اگر اینورتر بین 1 الی 2 سال در انبار باشد، باید نسبت به بررسی خازن‌ها اقدام شود.
• اگر درایو بیشتر از 2 الی 3 سال بدون برق مانده باشد، ریفورمینگ باید اجرا شود. برای دوره زمانی طولانی‌تر (5 سال یا بیشتر)، Reforming یک اقدام نگهداری به شمار می‌آید و اجرا آن بسیار ضروری است.
• زمان ریفورمینگ به مدت زمان نگهداری در انبار بستگی دارد.

تاریخ ساخت اینورتر را می‌توان از طریق شماره سریال روی تگ و برچسب‌های درایو تعیین کرد. شماره سریال، سال و هفته تولید را نسان می‌دهد که دو قالب مختلف برای تعیین تاریخ تولید اینورتر وجود دارد که می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله نحوه بررسی عمر درایو را مطالعه کنید. توصیه می‌شود برای حفظ شرایط خازن‌ها، سالانه یک‌بار Reforming اجرا شود.

طول عمر خازن برای اجرا ریفورمینگ Reforming

وقتی خازن الکترولیتی برای مدت زمان طولانی بدون ولتاژ است؛ لایه اکسید روی آند همانند عایق عمل می‌کند که با گذر زمان خازن تا حد زیادی تخریب شده است. اگر ولتاژ کامل اعمال شود، جریان نشتی خازن را افزایش می‌دهد و عمر خازن کم می‌شود. روشن کردن مستقیم خازن می‌تواند نشتی الکترولیت، داغی و تورم خازن را به همراه داشته باشد یا سوپاپ اطمینان باز شود. ریفورمینگ با اعمال تدریجی ولتاژ می‌تواند لایه اکسید خازن الکترولیتی بازسازی کند. در ادامه طول عمر خازن‌ها برای ریفورمینگ را بررسی می‌کنیم.

آیا قبل از ریفورمینگ، تست لازم است؟

بله قبل از  اجرا فرایند ریفورمینگ نیاز است که تست‌های مختلف گرفته شود و در برخی شرایط نباید ریفورمینگ اجرا شود. اگر با نحوه تست اینورتر آشنایی کامل داشته باشید می‌توانید قبل از روشن کردن درایو، از خارن تست گرفته شود. نوع تست به ارزش اینورتر و نوع آن بستگی دارد که حداقل تست‌های ضروری مربوط به تست ظاهری، تست مقاومت اولیه، تست ESR و تست LCR خازن انجام شود.

تست ظاهری شامل بررسی نشتی الکترولیت، بادکردن خازن، آثار سوختگی و ترک در ونت (Vent) می‌شود که هر کدام مشاهده شود، نباید فرایند ریفورمینگ اجرا شود. تست مقاومت اولیه قبل از اتصال دستگاه ریفورمینگ باید مقاومت باس DC اندازه‌گیری شود. اگر مقاومت باس DC پایین باشد احتمال اتصال کوتاه شدن وجود دارد و نباید فرایند ریفورمینگ انجام شود. با تست LCR Meter، ظرفیت خازن اندازه‌گیری شود و ظرفیت کمتر از 80% مقدار نامی باشد، باید خازن تعویض شود. با تست ESR نیز می‌توان خازن‌های قدیمی را تست کرد و اگر مقدار تست ESR بالا باشد، خازن گرم می‌شود و طول عمر خازن کم است حتی اگر ریفورمینگ انجام شود.

آیا می‌توان بدون باز کردن اینورتر، ریفورمینگ را اجرا کرد؟

در بسیاری از اینورترها می‌توان بدون باز کردن اینورتر، ریفورمینگ را اجرا کرد. اگر به ترمینال‌های +DC و -DC دسترسی داشته باشید و باس DC اتصال کوتاه نباشد. در این حالت می‌توان اینورتر را به‌صورت مستقیم به باس DC متصل کرد. البته باید دفترچه و منوال همان مدل درایو بررسی شود.

از کجا متوجه شویم که Reforming موفقیت آمیز بوده است؟

در زمان بالا رفتن ولتاژ باید مقدار جریان و ولتاژ خازن را بررسی کنیم. اگر خازن سالم باشد و در ابتدا ولتاژ 500 ولت داده شود و جریان 200 میلی‌آمپر شود و پس از مدتی جریان به 50 میلی‌آمپر و سپس به 10 میلی‌آمپر می‌رسد. اگر خازن سالم باشد با افزایش ولتاژ تدریحی، مقدار جریان نشتی کاهش پیدا می‌کند و در نهایت مقدار جریان به چند میلی‌آمپر می‌رسد. همچنین اگر خازن ضعیف یا معیوب باشد و در ابتدا وبتآژ 500 ولت داده شود و جریان به 500 میلی‌آمپر می‌رسد و بعد از یک ساعت مقدار جریان تغییر نکند؛ نشان‌دهنده خرابی خازن و سوختن آن است. در این حالت ریفورمینگ موفقیت‌آمیز نبوده است و بدنه خازن گرم می‌شود و جریان نشتی رو به افزایش است.