通用變頻器的保護功能及故障處理

1、通用變頻器的保護功能及故障處理通用變頻器的保護功能及故障處理摘要:本文闡述了變頻器在運行過程中出現(xiàn)的過電流、過載、過電壓、欠壓等異常故障顯示，針對變頻器故障的存儲信息，分析其原因，采取有效的處理方法，保證變頻器在允許參數(shù)下正常運行。1、引言變頻器本身具有相當豐富的異常故障顯示和保護功能。若保護功能動作時，變頻器立即跳閘，LED顯示故障代碼，或者將故障信息存儲在程序的某個參數(shù)內(nèi)，使電動機處于自由運轉(zhuǎn)狀態(tài)到停止。在消除故障原因、用TESET

2、鍵或控制電路端子RST輸入復(fù)位之前，始終維持跳閘狀態(tài)，以便維修檢查。變頻器異常故障分為軟故障和硬故障兩大類，前者多因操作或參數(shù)設(shè)置不當造成的，硬故障是由于變頻器本身器件損壞造成的，維修起來可能很不便。處理故障前應(yīng)注意查看故障前變頻器的運行記錄，主要包括電流、轉(zhuǎn)速、繞組及軸承溫度等，以便于故障的分析和檢查。當出現(xiàn)變頻器顯示某類故障，但故障排除過程中卻未發(fā)生相應(yīng)故障的情況，此時應(yīng)仔細檢查故障檢測元件或故障信息處理系統(tǒng)有無問題。故障檢查或維修

3、時，注意須先切斷電源，將變頻器的輸入變壓器進線側(cè)的高壓柜斷路器搖出，并將變頻器A1、A2進線柜主開關(guān)斷開，且須等斷電8min電容放電完畢后，方可打開柜門進行維修，切忌停機后立即進行檢查。因變頻器額定運行時，其直流母排電壓可達到1000V左右，且濾波所用電解電容器的數(shù)量達120個，單個容量6800μF，儲存了大量的電能，停機后須待電容模塊前的電壓平衡電阻將其放電，電壓降低后(其放電時間為8min)，方可開柜進行檢查。一般來說，變頻器常見的

4、保護功能有以下幾個方面。2、過電流保護功能變頻器中過電流保護的對象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過了過電流檢測值(約額定電流的200％)，變頻器顯示OC表示過電流，由于逆變器件的過載能力較差所以變頻器的過電流保護是至關(guān)重要的一環(huán)。2.1過電流原因分析過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負載發(fā)生突變、負荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗制動元件

5、、進行負荷分配設(shè)計、對線路進行檢查等來解決。如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已壞，需要更換變頻器。根據(jù)變頻器顯示，可從以下幾方面尋找原因：（1）工作中過電流，即拖動系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流。其原因大致有以下幾方面：●一是電動機遇到?jīng)_擊負載或傳動機構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象引起電動機電流的突然增加；●二是變頻器輸出側(cè)發(fā)生短路，如輸出端到電動機之間的連接線發(fā)生相互短路或電動機內(nèi)部發(fā)生短路等、接地（電機燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引

6、起的接觸、接地等）；●三是變頻器自身工作不正常如逆變橋中同一橋臂的兩個逆變器件在不斷交替的工作過程中出現(xiàn)異常。如環(huán)境溫度過高，或逆變器元器件本身老化等原因，使逆變器的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過程中，一個器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個器件卻還未來得及關(guān)斷，引起同一個橋臂的上、下兩個器件的“直通”，使直流電壓的正、負極間處于短路狀態(tài)。（2）升速、降速時過電流：當負載的慣性較大，而升速時間或降速時間又設(shè)定得太短時，也會引起過電流。在升速過程中，變頻器

7、工作頻率上升太快，電動機的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大；在降速過程中，降速時間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動機轉(zhuǎn)子因負載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時同樣可以使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流。若電動機側(cè)的三相電壓不平衡，則應(yīng)再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如不平衡，問題在變頻器內(nèi)部，應(yīng)檢查變頻器的逆變模塊及其驅(qū)動電路；如變頻器輸出端的電壓平衡，則問題出現(xiàn)在從變頻器到電

8、動機之間的線路上，應(yīng)檢查所有接線端的螺釘是否都已緊固，如果在變頻器和電動機之間有接觸器或其他電器，則還應(yīng)檢查有關(guān)電器的接線端是否都已緊固，以及觸點的接觸狀況是否良好等。如果電動機側(cè)三相電壓平衡，則應(yīng)了解跳閘時的工作頻率：如工作頻率較低，又未用矢量控制(或無矢量控制)，則首先降低Ｕｆ比，如降低后仍能帶動負載，則說明原來預(yù)置的Ｕｆ比過高，勵磁電流的峰值偏大，可通過降低Ｕｆ比來減小電流；如果降低后帶不動負載了，則應(yīng)考慮加大變頻器的容量；如果變

9、頻器具有矢量控制功能，則應(yīng)采用矢量控制方式。（3）檢查是否誤動作經(jīng)過以上檢查，均未找到原因時，應(yīng)檢查是不是誤動作。判斷的方法是在輕載或空載的情況下，用電流表測量變頻器的輸出電流，與顯示屏上顯示的運行電流值進行比較，如果顯示屏顯示的電流讀數(shù)比實際測量的電流大得較多，則說明變頻器內(nèi)部的電流測量部分誤差較大，“過載”跳閘有可能是誤動作。4、欠電壓保護LU欠壓也是我們在使用中經(jīng)常碰到的問題。電源電壓降低后，主電路直流電壓若降到欠電壓檢測值以下，

10、保護功能動作。另外，電壓若降到不能維持變頻器控制電路的工作，則全部保護功能自動復(fù)位（檢測值：DC400V）。當出現(xiàn)欠壓故障時，首先應(yīng)該檢查輸入電源是否缺相，假如輸入電源沒有問題，就要檢查整流回路是否有問題，假如都沒有問題，那就要看直流檢測電路上是否有問題了。如果因為主回路電壓太低(380V系列低于400V)，主要原因是整流橋某一路損壞或晶閘管三相電路中有一相工作不正常，都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路斷路器、接觸器損壞，導(dǎo)致直流母

11、線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓。電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓問題由于變頻器故障或噪聲引起的誤動作等造成主電路直流端（P、N之間）超過了檢測值，這就需與制造商聯(lián)系。5、過電壓保護OUd來自電動機的再生電流增加，主電路直流電壓若超過電壓檢測值，錯誤施加過高電壓時保護功能動作（檢測值：DC750V）。過電壓保護主要有三種現(xiàn)象：加速時過電壓、減速時過電壓、恒速時過電壓。過電壓報警一般是出現(xiàn)在停機的時候，其主要原因是減速時間太短或制動電

12、阻及制動單元有問題。變頻器的過電壓集中表現(xiàn)在直流母線的電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35UL＝513V。在過電壓發(fā)生時，直流母線的儲能電容將被充電，當電壓上至760V左右時，變頻器過電壓保護動作。因此，變頻器都有一個正常的工作電壓范圍，當電壓超過這個范圍時很可能損壞變頻器。常見的過電壓主要是發(fā)電制動時的過電壓，這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機的同步轉(zhuǎn)速比實際轉(zhuǎn)

13、速還高，使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動單元，有兩起情況可以引起這一故障。（1）當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設(shè)的比較小，在減速過程中，變頻器輸出的速度比較快，而由于負載特性本身阻力減速比較慢，使負載拖動電動機的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻器直流回路電壓升高，超出保護值，出現(xiàn)故障。而紙機中的這類故障經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動單元，

14、或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時間設(shè)的長一些。增加的再生制動單元有能量消耗型，并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機傳動系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺或幾臺電機經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動狀態(tài)的電機吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當有再生能量產(chǎn)生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。（2