问题所在：按日历维护是不够的
变频器大部分由半导体和铜构成，这些很少磨损。真正会磨损的是两样：直流母线电解电容和冷却风扇。它们是易损件，按时更换几乎就是变频器预防性维护的全部内容。
两者都随热量老化，而不是随日历上的日期。放在阴凉洁净房间里的变频器，其电容寿命可能是放在熔炉旁高温柜内同一台变频器的两倍。因此，给所有变频器设定同一个更换周期，对有些来说太早，对另一些又太晚。
- 直流母线电容会从内部逐渐干涸。其寿命取决于芯部温度，而芯部温度会随周围空气和流过电容的纹波电流升高。
- 冷却风扇在轴承润滑脂老化时失效。润滑脂在高温下老化更快，只在风扇转动时老化，在多尘环境中老化得更快。
日历陷阱
| 洁净房间 | 多尘机柜 | |
|---|---|---|
| 温度 | 25 °C | 45 °C |
| 负载 | 60% | 90% |
| 每天运行小时 | 8 | 24 |
| 环境 | 洁净 | 多尘 |
| 电网不平衡 | 0% | 2% |
| 直流母线电容 | 15.0 年估算上限 | 2.7 年 |
| 冷却风扇 | 15.0 年估算上限 | 2.0 年 |
同一台变频器，同一本日历。
为你的变频器估算
输入真实的运行条件——变频器周围空气、负载、运行时间、环境和电网质量——估算每个部件还剩多少寿命。
高级 — 如果你了解部件参数（可选）
取自元器件数据手册。留空则使用 Wertek 选定的典型值。距离更换的估算时间
估算值，不是保证。 假设变频器每天 24 小时通电，在你输入的时长内以恒定负载和温度运行，且运行时风扇一直转动。实际的变频器并不是这样运行的——这正是最后一节要讲的。
用数字看影响
设想一台变频器装在 35 °C 的机柜里，负载 75 %，在洁净房间每天运行 16 小时。计算器给出电容 11.9 年、风扇 6.8 年。现在每次只改变一个条件：
- 如果机柜温度高 10 °C，电容从 11.9 年 降到 6.0 年。
- 如果电网电压不平衡 2 %，电容从 11.9 年 降到 9.7 年。
- 如果房间多尘，风扇从 6.8 年 降到 4.8 年。
如果这台变频器今天停机，你的产线每停一小时要损失多少？
先看铭牌，再判断年龄
风扇的磨损计时从变频器安装并运行开始。电容则不同：放在货架上也会老化。首次启动前，先弄清变频器断电了多久。
货架上什么会老化，什么不会
- 直流母线电容在不通电时也会老化：存放期间氧化膜劣化、漏电流上升，库房越热越快（Nippon Chemi-Con）。这正是重整要修复的。
- 冷却风扇：寿命以运行小时（L10）计，也就是转动的小时数（ebm-papst、RS DesignSpark）。所查阅的公开资料没有给出风扇的存放寿命规则；对风扇磨损而言，关键是转动时间。
如何知道存放了多久
比较出厂日期和计划通电的日期。出厂日期写在铭牌上，或编码在序列号中；例如 ABB 公开说明了其序列号中哪几位表示年份和周次。库房里的备用变频器和厂内停机的变频器也算在内：关键是断电的时间。如果无法确定日期，就按最坏情况处理，并按厂商程序进行重整。
来源: ABB p. 8
如何存放备用变频器
电容厂商建议在常温常湿、避免阳光直射的条件下存放；高温会加快漏电流的上升（Nippon Chemi-Con）。保持变频器清洁干燥、无凝露（ABB 在重整前提出此要求）。存放温度会改变期限：有厂商根据最高存放温度 50、45 或 40 °C，分别允许断电 12、24 或 36 个月（Schneider Electric）。还有厂商建议，作为良好做法，定期——大约每六个月——给库存变频器施加额定电压（KEB）。
情况 → 怎么做
| 情况 | 怎么做 | 来源 |
|---|---|---|
| 断电不足 1 年 | 无需重整即可启动。 | ABB p. 7 · KEB America |
| 断电 1 至 2 年（部分型号最长 3 年） | 使用前重整：按厂商规定空载通电 30 分钟至一小时。 参见重整 | ABB pp. 6, 9 · KEB America |
| 超过 2 年（部分型号为 3 年） | 用受控电路重整：限流或逐步升压。 参见重整 | ABB pp. 6, 10 · KEB America |
| 出厂或存放日期不明 | 按最坏情况处理：通电前按厂商程序重整。 参见重整 | Wertek 建议 |
投运当天要记录什么
安装日期（投入运行通电的日期），以及如果做过重整，其日期和所用方法。上面的计算器从安装日期开始计算寿命：没有这个日期，所有估算都会从错误的起点开始。
在 Wertek 中，变频器铭牌在资产档案里保存安装日期和电容重整日期。重整不会让电容变新，所以不会重置其估算寿命。
在库房放了一年以上？通电前先对电容进行重整
磨损的计时从变频器安装并通电开始，而不是从出厂开始；但对电容来说，放在货架上的变频器并不是闲着。变频器厂商要求：如果变频器断电约一年或更久，在施加全电压之前要先对直流母线电容进行重整（reforming）。跳过这一步，电容可能在首次启动时损坏。
为什么存放过的电容需要重整
存放期间，铝电解电容中起绝缘作用的氧化膜会慢慢与电解液发生反应：耐压下降，漏电流上升，库房越热越明显。如果一下子施加全电压，漏电流产生的热量可能击穿介质，并使电容的防爆阀打开。受控的电压处理能重建氧化膜，使漏电流回到正常水平。
变频器厂商的要求
| 断电时间 | 厂商要求 | 来源 |
|---|---|---|
| 不足 1 年 | 无需重整。 | ABB p. 7 |
| 1 至 2 或 3 年（视型号而定） | 使用前空载通电 30 分钟。 | ABB pp. 6, 9 |
| 超过 2 或 3 年（视型号而定） | 在直流母线上接外部重整电路，限制电流（最大 500 mA），持续厂商规定的时间。 | ABB pp. 6, 10 |
| 存放温度最高 50、45 或 40 °C 时，分别为 12、24 或 36 个月 | 启动电机前施加电网电压一小时，期间不得能够发出运行指令。 | Schneider Electric |
| 1 至 2 年；超过 2 年 | 让变频器在无调制输出的情况下运行一小时；超过 2 年后，用调压器缓慢升高输入电压。 | KEB America |
各厂商划线的方式不同：按年数和变频器型号、只按年数，或者还按存放温度。因此唯一有效的程序，是你所用变频器厂商的程序。
程序概要
- 开始前：断开并锁定电源，确认输入端子和直流端子对地电压为零，并且在重整电路连接期间绝不给变频器电源通电（ABB, pp. 9, 11）。
- 以受控方式对电容施加电压，绝不一次施加全电压：限流——有厂商将电流限制在 500 mA，直流电压为变频器额定交流电压的 1.35 至 1.45 倍，或从零逐步升高（ABB, p. 10）——或用调压器缓慢升高输入电压（KEB）。
- 时间取决于存放了多久：短期存放为 30 分钟或一小时，长期存放为厂商规定的更长时间。不启动电机，也不加负载。
- 结束后等待电容放电——有厂商规定 5 分钟——在触碰任何部件之前测量直流母线电压接近零（ABB, p. 11）。
如果只是让它通电更长时间呢？
有帮助，但只适用于存放时间较短的情况：这是各资料中的短时方法。ABB：断电 1 至 2 年（部分系列最长 3 年），空载 30 分钟。KEB：1 至 2 年，无电机输出运行一小时。Schneider Electric：超过取决于温度的存放期限后，启动前接入电网电压一小时。
存放时间很长时（视资料而定，超过 2 年或 3 年），通电更多小时也不能让它变安全，因为问题出在第一刻：在已劣化的氧化膜上一次性施加全电压，会流过很大的漏电流，电容发热，可能就在那一刻失效（KEB；ABB，第 7 页）。能避免这一点的是逐步升压或限制电流：限流直流电源、串联电阻或调压器（ABB，第 10 页；KEB）。所以各资料超过一定时间后改换方法，而不是要求更多小时。
空载通电在没有这个时间窗口限制时真正有用的地方是预防：大约每六个月以额定电压给库存变频器通电（KEB），使其永远不需要受控重整。
高电压。重整须由合格人员按照你所用变频器厂商的程序进行，包括其电压、时间和电路。本页说明原因，并不是操作程序。
用 Wertek 从估算走向管控
计算器假设运行条件从不改变。实际的变频器夏天更热，负载随生产变化，两次清洁之间还会积灰。Wertek 把估算变成计划：
- 把铭牌和安装日期数字化——每个估算都依赖这个日期。
- 按到期日自动生成工单的维护计划。
- 技术人员在手机应用中接收工单、记录工作并关闭工单。
保护你的关键驱动器
在 Wertek 登记变频器及其铭牌是免费的。计划工单包含在付费方案中。
估算的依据
直流母线电容：电容内部的热量
铝电解电容的寿命首先取决于其内部温度。电容厂商公布了同一条规律：芯部越凉，寿命越长——大约每降低 10 °C 寿命翻倍。他们的寿命估算指南也以 15 年为上限。
在变频器内部，这一温度受三件事影响：变频器周围的空气、负载（电流越大，从内部加热电容的纹波越大），以及电网电压不平衡——它会迫使额外的纹波流过直流母线。停机但通电的时间也会使电容老化，只是更慢。
冷却风扇：轴承里的润滑脂
风扇寿命通常终结于轴承润滑脂。风扇厂商以 L10 表示寿命——即十台风扇中有一台失效时的运行小时数——行业规律是润滑脂寿命温度每升高 15 °C 约减半。
润滑脂只在风扇转动时老化，所以运行小时数和日历同样重要。粉尘会进一步缩短寿命；至于缩短多少，没有公开规律，因此这一影响是 Wertek 自己的假设，并计划用现场数据加以修正。
哪些是公开规律，哪些是 Wertek 的假设
上面两条规律——热量缩短电容和风扇润滑脂的寿命——都是公开的，来源链接见下文。
其余部分由 Wertek 以自己的假设补充，针对典型的工业变频器：变频器内部空气比周围高多少、负载和电网不平衡使电容升温多少、未输入时部件的典型额定寿命，以及粉尘使风扇寿命缩短多少。随着部件更换记录的积累，这些假设会不断修正。如果你了解自己的部件，请在高级栏中输入其额定值。
资料来源
全部为公开资料。本页采用各来源所述的规律；其余假设为 Wertek 自有。
- Nippon Chemi-Con — 铝电解电容的寿命：每 10 °C 翻倍、纹波发热、15 年上限。
- ebm-papst — 风扇机械寿命的 L10 公式；润滑脂寿命是常见的限制因素。
- RS DesignSpark — 为什么 L10 寿命对风扇很重要；润滑脂寿命每 15 °C 减半的算例。
- Power Monitors — 电网电压不平衡如何增大变频器直流母线的纹波。
- ABB — Capacitor reforming instructions (3BFE64059629 Rev H) — 直流母线采用电解电容的变频器的电容重整说明：何时重整、按断电时间选择方法、如何从序列号读出出厂日期。
- Schneider Electric — FAQ FA337087 — Altivar Process 变频器按存放温度规定的重整前存放时间。
- Nippon Chemi-Con — Technical note (§8 Storage) — 关于铝电解电容存放的技术说明：漏电流为何升高，以及重建介质的电压处理。
- KEB America — VFD storage and capacitor reforming — 变频器存放与电容重整：按断电年数划分的阈值，以及作为良好做法约每六个月给库存变频器通电。