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变频器过电压故障原因分析及对策

2012-10-22 10:55
林契于宸
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1 引言

  变频器过电压故障保护是变频器中间直流电压达到危险程度后采取的保护措施,这是变频器设计上的一大缺陷,在变频器实际运行中引起此故障的原因较多,可以采取的措施也较多,在处理此类故障时要分析清楚故障原因,有针对性的采取相应的措施去处理。

2 变频器过电压的危害

  变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压,中间直流回路过电压主要危害在于:

  (1) 引起电动机磁路饱和。对于电动机来说,电压主过高必然使电机铁芯磁通增加,可能导致磁路饱和,励磁电流过大,从面引起电机温升过高;

  (2) 损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后,变频器输出电压的脉冲幅度过大,对电机绝缘寿命有很大的影响;

  (3)对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响,严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在dc800v左右,一旦其电压超过限定值,变频器将按限定要求跳闸保护。

3 产生变频器过电压的原因

  3.1 过电压的原因

  一般能引起中间直流回路过电压的原因主要来自以下两个方面:

  (1) 来自电源输入侧的过电压

  正常情况下的电源电压为380v,允许误差为-5%~+10%,经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591v,个别情况下电源线电压达到450v,其峰值电压也只有636v,并不算很高,一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压,如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等,主要特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。

  (2) 来自负载侧的过电压

  主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时,即电机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态,负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态,如果变频器中没采取消耗这些能量的措施,这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升。达到限值即行跳闸。

  3.2 从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因

  从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因如下:

  (1) 变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过电压自处理功能。

  当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设定的比较小,在减速过程中,变频器输出频率下降的速度比较快,而负载惯性比较大,靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量处理单元或其作用有限,因而导致变频器中间直流回路电压升高,超出保护值,就会出现过电压跳闸故障。

  大多数变频器为了避免跳闸,专门设置了减速过电压的自处理功能,如果在减速过程中,直流电压超过了设定的电压上限值,变频器的输出频率将不再下降,暂缓减速,待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适,又没有利用减速过电压的自处理功能,就可能出现此类故障。

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