影響逆變器壽命的因素究竟都有哪些?

逆變器的基本原理

如上圖，是一個(gè)典型的逆變器等效圖，圖中有S1~S4四個(gè)開關(guān)構(gòu)成兩個(gè)橋臂，開關(guān)S1和S2為同一個(gè)橋臂，S3和S4為一個(gè)橋臂。當(dāng)開關(guān)S1和S4閉合，S2和S3斷開，在其負(fù)載電阻上可得到Uo=Ud，當(dāng)開關(guān)S2和S3閉合，S1和S4斷開時(shí)，負(fù)載電阻上即可得到Uo=-Ud，這樣以開關(guān)不斷進(jìn)行操作，在負(fù)載上就得到了交流波形，完成直流變?yōu)榻涣鞯倪^(guò)程。其波形如下圖：

需要說(shuō)明，同一橋臂上的開關(guān)不能同時(shí)閉合，以免造成電源短路，通過(guò)改變開關(guān)的頻率即可改變交流電的頻率。實(shí)際上，上圖中的四個(gè)開關(guān)是各種半導(dǎo)體開關(guān)器件的理想模型，逆變電路中常用的半導(dǎo)體開關(guān)器件有晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵晶體管（IGBT）。例如下圖是一個(gè)由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的開關(guān)電路。

如圖，電路的開關(guān)器件是由N溝道場(chǎng)應(yīng)管和P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成，組成推挽輸出的形式。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平L時(shí)，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)管，當(dāng)輸入信號(hào)為高電平H時(shí)，N溝道場(chǎng)管導(dǎo)管，這種交替導(dǎo)通避免了同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通造成電源短路的危害。工作過(guò)程如下，場(chǎng)效應(yīng)管TR3和TR4為同一橋臂，TR5和TR6為同一橋臂，由脈沖信號(hào)控制四個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通閉合產(chǎn)生交變信號(hào)施加在變壓器的低壓繞組上，在變壓器高壓繞組會(huì)感應(yīng)出高壓交流電，完成直流向交流的逆變。

影響逆變器壽命的因素有哪些

逆變器作為電站的核心，它的壽命影響著整個(gè)電站的正常工作，逆變器的壽命變成了大家都非常關(guān)心問題。那么影響逆變器壽命的因素到底有哪些呢？下面我們從器件壽命、設(shè)計(jì)和安裝綜合因素方面深度解析影響逆變器壽命的因素。

1、器件壽命

逆變器從廣義上面屬于開關(guān)電源，所以其組成器件基本上可以分為電阻、電容、二極管、功率器件（IGBT或者M(jìn)OS管）、電感和變壓器、電流傳感器、IC、光耦、繼電器等。

電阻、貼片電容和瓷片電容的使用壽命一般都可以達(dá)到20年以上，電感和變壓器在設(shè)計(jì)時(shí)，只要不超過(guò)其材料溫度，理論上認(rèn)為是可以長(zhǎng)期工作而不失效的；小功率的二極管，三極管基本可以工作10萬(wàn)小時(shí)以上；繼電器的機(jī)械壽命一般在100萬(wàn)次以上，電氣壽命大于1萬(wàn)次；功率器件IGBT或者M(jìn)OS只要滿足設(shè)計(jì)規(guī)格，一般也不考慮壽命。風(fēng)扇和保險(xiǎn)絲屬于易損元器件，對(duì)逆變器壽命不會(huì)造成影響，壞了只需及時(shí)更換就可以；薄膜電容的壽命是10萬(wàn)小時(shí)以上，電解電容壽命在105℃情況下一般在2000-3000H，壽命長(zhǎng)的也只有5000-6000H，但是隨著溫度每降低10℃，壽命翻倍。所以在逆變器里面，器件最大的短板在電解電容壽命方面。

2、設(shè)計(jì)因素

器件的壽命是保證逆變器壽命的基礎(chǔ)因素，然而優(yōu)良的設(shè)計(jì)是保證逆變器壽命的核心因素。那么哪些設(shè)計(jì)因素會(huì)嚴(yán)重影響逆變器的壽命而在短時(shí)間內(nèi)難以被察覺呢？

溫度是影響逆變器壽命的重要因素之一，尤其是電解電容和光耦這些元器件，溫度每升高10℃，電解電容的壽命減少一半，過(guò)高的溫度，也會(huì)加速光耦的光衰，然而IGBT的驅(qū)動(dòng)一般都是用光耦，所以光耦的失效會(huì)造成IGBT的損壞。

繼電器在零電流切換的時(shí)候，壽命達(dá)100萬(wàn)次，然而隨著切換時(shí)電流的增大，壽命幾乎成指數(shù)形式衰減，精準(zhǔn)的軟件控制使繼電器在零電流角度切換是保證繼電器壽命的關(guān)鍵因素。

逆變器工作環(huán)境一般都比較惡劣，受干擾因素很多，如電網(wǎng)質(zhì)量差，當(dāng)?shù)馗行载?fù)載比較大等等，如果逆變器保護(hù)功能和EMC設(shè)計(jì)不好，則很容易受到外界的干擾，一旦IGBT驅(qū)動(dòng)受到干擾，則很容易導(dǎo)致其誤導(dǎo)通引起炸機(jī)。

3、綜合因素

雖然組串式逆變器是IP65的防護(hù)等級(jí)，可以安裝室內(nèi)和室外，但是安裝環(huán)境的好壞對(duì)逆變器的壽命也是有很大影響的。如果逆變器安裝在陽(yáng)光直射、濕度、酸堿度較大的環(huán)境會(huì)使得逆變器的壽命減少，而且在暴曬的環(huán)境下會(huì)容易引起逆變器過(guò)溫降載從而影響發(fā)電量。所以選擇適宜的安裝環(huán)境也是保證逆變器壽命的關(guān)鍵因素。

總結(jié)：雖然影響逆變器壽命的因素有很多，只要元器件選型正確和設(shè)計(jì)優(yōu)良，逆變器是可以至少穩(wěn)定運(yùn)行10年以上的，所以建議選用國(guó)內(nèi)外一線品牌逆變器，為您的電站保駕護(hù)航。

逆變器的日常保養(yǎng)和維護(hù)

1.安全說(shuō)明

1-1.為了降低風(fēng)險(xiǎn)，安裝時(shí)請(qǐng)不要將逆變電源暴露在：雨天、學(xué)霜天、霧天、油膩和大量灰塵等惡劣環(huán)境；不要將逆變電源安裝于密封場(chǎng)所；不要覆蓋和阻塞通風(fēng)口，逆變電源會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而損壞。

1-2.逆變電源應(yīng)避開火源和受到雷擊，不符合規(guī)格的電線和不符合標(biāo)準(zhǔn)的電線都可能損壞逆變電源。

1-3.因?yàn)槟孀冸娫丛O(shè)備本身包含了易產(chǎn)生電弧的組件，所以在安裝時(shí)不能安裝在易燃、易爆的環(huán)境中，包括電池和易燃的布料及沒有防火保護(hù)的設(shè)備旁邊，包括：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油筒或其它位于燃料旁的組件系統(tǒng)。

1-4.逆變器為電子元器件組成的產(chǎn)品，使用過(guò)程中要避免灰塵、潮濕、異物（蟲子、金屬）進(jìn)入、進(jìn)水等不符合正常操作事項(xiàng)，會(huì)造成報(bào)警保護(hù)，嚴(yán)重的故障損壞。

2.日常保養(yǎng)

2-1.檢查您的負(fù)載是否在逆變器所輸出的電壓和電流及逆變電源的額定功率范圍之內(nèi)。

2-2.你必須對(duì)你的逆變電源適當(dāng)?shù)亩ㄆ诰S護(hù)和保養(yǎng)。用濕布擦除逆變電源的外部灰塵和污跡，同時(shí)還要擰緊直流輸入終端的螺絲；用高壓氣槍清理內(nèi)部灰塵及異物。

2-3.進(jìn)行清潔保養(yǎng)時(shí)，必須關(guān)閉逆變器。

另外在保養(yǎng)逆變器的過(guò)程中，最好做到以下幾點(diǎn)：第一，要定期檢查產(chǎn)品內(nèi)部的連線是不是牢靠，還要檢查線路部分是不是完好，如果發(fā)現(xiàn)有異常的話，就要及時(shí)的進(jìn)行更換。第二，在逆變器被使用的過(guò)程中，如果出現(xiàn)問題以后，要馬上停機(jī)進(jìn)行檢查，待問題解決以后，才可以繼續(xù)使用。第三，保養(yǎng)的過(guò)程中，對(duì)于不明原因的故障，應(yīng)該事先記錄好，再請(qǐng)生產(chǎn)廠家來(lái)進(jìn)行處理。第四，在清洗逆變器時(shí)，要用軟布進(jìn)行擦洗，不能食用摩擦力太大的擦洗工具。第五，要定期檢查它的散熱孔以及封口有沒有被堵塞，有的話，要及時(shí)將灰塵處理掉。

3.故障排除