宗華 李寬

變頻器故障種類繁多，本篇文章主要講述變頻器過電壓保護(hù)故障和相關(guān)處理

1.??? 變頻器過電壓故障保護(hù)

變頻器過電壓故障保護(hù)是變頻器中間直流電壓達(dá)到危險(xiǎn)程度后采取的保護(hù)措施，使變頻器停止運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。因此必須采取措施消除過電壓，防止故障的發(fā)生。由于變頻器與電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合不同，產(chǎn)生過電壓的原因也不相同，所以應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的對(duì)策。在變頻器實(shí)際運(yùn)行中引起此故障的原因較多，可以采取的措施也較多，在處理此類故障時(shí)要分析清楚故障原因，有針對(duì)性的采取相應(yīng)的措施去處理。

2.??? 變頻器過電壓的危害

變頻器過電壓主要是指其中間直流回路過電壓，中間直流回路過電壓主要危害有以下幾點(diǎn)：

（1）???? 引起電動(dòng)機(jī)磁路飽和。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說，電壓主過高必然使電機(jī)鐵芯磁通增加，可能導(dǎo)致磁路飽和，勵(lì)磁電流過大，從面引起電機(jī)溫升過高;

（2）???? 損害電動(dòng)機(jī)絕緣。中間直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅度過大，對(duì)電機(jī)絕緣壽命有很大的影響;

（3）???? 對(duì)中間直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電容器爆裂。一般變頻器廠家一般將中間直流回路過電壓值限定在DC800V左右，一旦其電壓超過限定值，變頻器將按限定要求跳閘保護(hù)。

3.??? 產(chǎn)生變頻器過電壓的原因

過電壓的原因產(chǎn)生的一般來自兩個(gè)方面：

（1）???? 來自電源輸入側(cè)的過電壓，變頻器正常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為- 5%～+10%，經(jīng)三相橋式全波整流后中間直流的峰值為591V，個(gè)別情況下電源線電壓達(dá)到450V，其峰值電壓也只有636V，并不算很高，一般電源電壓不會(huì)使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側(cè)的過電壓主要是指電源側(cè)的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時(shí)形成的過電壓等，主要特點(diǎn)是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。

（2）???? 來自負(fù)載側(cè)的過電壓從變頻器負(fù)載側(cè)可能引起過電壓的情況及主要原因：

①起重機(jī)變頻器減速時(shí)間參數(shù)設(shè)定相對(duì)較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。當(dāng)變頻器拖動(dòng)大慣性負(fù)載，其減速時(shí)間設(shè)定的比較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率下降的速度比較快，而負(fù)載慣性比較大，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量處理單元或其作用有限，因而導(dǎo)致變頻器中間直流回路電壓升高，就會(huì)出現(xiàn)過電壓跳閘故障。大多數(shù)變頻器為了避免跳閘，專門設(shè)置了減速過電壓的自處理功能，如果在減速過程中，直流電壓超過了設(shè)定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率將不再下降，待直流電壓下降到設(shè)定值以下后再繼續(xù)減速。如果減速時(shí)間設(shè)定不合適，又沒有利用減速過電壓的自處理功能，就可能出現(xiàn)此類故障。

②起重機(jī)因生產(chǎn)工藝要求在限定時(shí)間內(nèi)減速至規(guī)定頻率或停止運(yùn)行工藝流程限定了負(fù)載的減速時(shí)間，造成設(shè)定相關(guān)參數(shù)也不能減緩這一故障，系統(tǒng)也沒有采取處理多余能量的措施，也極易引發(fā)過壓跳閘故障。

③當(dāng)起重機(jī)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)位能負(fù)載下降過快，過多回饋能量超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力，過電壓故障也會(huì)發(fā)生。

④變頻器負(fù)載突降會(huì)使負(fù)載的轉(zhuǎn)速明顯上升，使負(fù)載電機(jī)進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài)，從負(fù)載側(cè)向變頻器中間直流回路回饋能量，短時(shí)間內(nèi)能量的集中回饋，超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發(fā)過電壓故障。

4.??? 變頻器過電壓故障常見故障及對(duì)策

主要對(duì)策：

①在起重機(jī)電源輸入側(cè)增加了電涌保護(hù)器或串聯(lián)電抗器，從而減少變頻器電源輸入側(cè)有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時(shí)形成的過電壓。

②重新對(duì)起重機(jī)變頻器減速時(shí)間參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定

③采用增加泄放電阻的方法。一般小于7.5kW的變頻器在出廠時(shí)內(nèi)部中間直流回路均裝有控制單元和泄放電阻，大于7.5kW的變頻器需根據(jù)實(shí)際情況外加控制單元和泄放電阻，為中間直流回路多余能量釋放提供通道，是一種常用的泄放能量的方法。其不足之處是能耗高，可能出現(xiàn)頻繁投切或長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)，致使電阻溫度升高、設(shè)備損壞。

④在輸入側(cè)增加逆變電路的方法。處理變頻器中間直流回路能量最好的方法就是在輸入側(cè)增加逆變電路，可以將多余的能量回饋給電網(wǎng)

⑤采用在中間直流回路上增加適當(dāng)電容的方法。中間直流回路電容對(duì)其電壓穩(wěn)定、提高回路承受過電壓的能力起著非常重要的作用。適當(dāng)增大回路的電容量或及時(shí)更換運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)且容量下降的電容器是解決變頻器過電壓的有效方法。