通用變頻器的保護(hù)功能及故障處理

1、通用變頻器的保護(hù)功能及故障處理通用變頻器的保護(hù)功能及故障處理摘要:本文闡述了變頻器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的過(guò)電流、過(guò)載、過(guò)電壓、欠壓等異常故障顯示，針對(duì)變頻器故障的存儲(chǔ)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(yùn)行。1、引言變頻器本身具有相當(dāng)豐富的異常故障顯示和保護(hù)功能。若保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)，變頻器立即跳閘，LED顯示故障代碼，或者將故障信息存儲(chǔ)在程序的某個(gè)參數(shù)內(nèi)，使電動(dòng)機(jī)處于自由運(yùn)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(lèi)，前者多因操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)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(lái)可能很不便。處理故障前應(yīng)注意查看故障前變頻器的運(yùn)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(dāng)出現(xiàn)變頻器顯示某類(lèi)故障，但故障排除過(guò)程中卻未發(fā)生相應(yīng)故障的情況，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查故障檢測(cè)元件或故障信息處理系統(tǒng)有無(wú)問(wèn)題。故障檢查或維修

3、時(shí)，注意須先切斷電源，將變頻器的輸入變壓器進(jìn)線(xiàn)側(cè)的高壓柜斷路器搖出，并將變頻器A1、A2進(jìn)線(xiàn)柜主開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，且須等斷電8min電容放電完畢后，方可打開(kāi)柜門(mén)進(jìn)行維修，切忌停機(jī)后立即進(jìn)行檢查。因變頻器額定運(yùn)行時(shí)，其直流母排電壓可達(dá)到1000V左右，且濾波所用電解電容器的數(shù)量達(dá)120個(gè)，單個(gè)容量6800μF，儲(chǔ)存了大量的電能，停機(jī)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(shí)間為8min)，方可開(kāi)柜進(jìn)行檢查。一般來(lái)說(shuō)，變頻器常見(jiàn)的

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

5、、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行檢查等來(lái)解決。如果斷開(kāi)負(fù)載變頻器還是過(guò)流故障，說(shuō)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(guò)電流，即拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流。其原因大致有以下幾方面：●一是電動(dòng)機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象引起電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)之間的連接線(xiàn)發(fā)生相互短路或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等、接地（電機(jī)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(gè)逆變器件在不斷交替的工作過(guò)程中出現(xiàn)異常。如環(huán)境溫度過(guò)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(guò)程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來(lái)得及關(guān)斷，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的“直通”，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。（2）升速、降速時(shí)過(guò)電流：當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而升速時(shí)間或降速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí)，也會(huì)引起過(guò)電流。在升速過(guò)程中，變頻器

7、工作頻率上升太快，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大；在降速過(guò)程中，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時(shí)同樣可以使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線(xiàn)的速度太大而產(chǎn)生過(guò)電流。若電動(dòng)機(jī)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(wèn)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(dòng)電路；如變頻器輸出端的電壓平衡，則問(wèn)題出現(xiàn)在從變頻器到電

8、動(dòng)機(jī)之間的線(xiàn)路上，應(yīng)檢查所有接線(xiàn)端的螺釘是否都已緊固，如果在變頻器和電動(dòng)機(jī)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(xiàn)端是否都已緊固，以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。如果電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓平衡，則應(yīng)了解跳閘時(shí)的工作頻率：如工作頻率較低，又未用矢量控制(或無(wú)矢量控制)，則首先降低Ｕｆ比，如降低后仍能帶動(dòng)負(fù)載，則說(shuō)明原來(lái)預(yù)置的Ｕｆ比過(guò)高，勵(lì)磁電流的峰值偏大，可通過(guò)降低Ｕｆ比來(lái)減小電流；如果降低后帶不動(dòng)負(fù)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(dòng)作經(jīng)過(guò)以上檢查，均未找到原因時(shí)，應(yīng)檢查是不是誤動(dòng)作。判斷的方法是在輕載或空載的情況下，用電流表測(cè)量變頻器的輸出電流，與顯示屏上顯示的運(yùn)行電流值進(jìn)行比較，如果顯示屏顯示的電流讀數(shù)比實(shí)際測(cè)量的電流大得較多，則說(shuō)明變頻器內(nèi)部的電流測(cè)量部分誤差較大，“過(guò)載”跳閘有可能是誤動(dòng)作。4、欠電壓保護(hù)LU欠壓也是我們?cè)谑褂弥薪?jīng)常碰到的問(wèn)題。電源電壓降低后，主電路直流電壓若降到欠電壓檢測(cè)值以下，

10、保護(hù)功能動(dòng)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(hù)功能自動(dòng)復(fù)位（檢測(cè)值：DC400V）。當(dāng)出現(xiàn)欠壓故障時(shí)，首先應(yīng)該檢查輸入電源是否缺相，假如輸入電源沒(méi)有問(wèn)題，就要檢查整流回路是否有問(wèn)題，假如都沒(méi)有問(wèn)題，那就要看直流檢測(cè)電路上是否有問(wèn)題了。如果因?yàn)橹骰芈冯妷禾?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(xiàn)電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓。電壓檢測(cè)電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓?jiǎn)栴}由于變頻器故障或噪聲引起的誤動(dòng)作等造成主電路直流端（P、N之間）超過(guò)了檢測(cè)值，這就需與制造商聯(lián)系。5、過(guò)電壓保護(hù)OUd來(lái)自電動(dòng)機(jī)的再生電流增加，主電路直流電壓若超過(guò)電壓檢測(cè)值，錯(cuò)誤施加過(guò)高電壓時(shí)保護(hù)功能動(dòng)作（檢測(cè)值：DC750V）。過(guò)電壓保護(hù)主要有三種現(xiàn)象：加速時(shí)過(guò)電壓、減速時(shí)過(guò)電壓、恒速時(shí)過(guò)電壓。過(guò)電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電

12、阻及制動(dòng)單元有問(wèn)題。變頻器的過(guò)電壓集中表現(xiàn)在直流母線(xiàn)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(xiàn)電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud=1.35UL＝513V。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線(xiàn)的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時(shí)，變頻器過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作。因此，變頻器都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器。常見(jiàn)的過(guò)電壓主要是發(fā)電制動(dòng)時(shí)的過(guò)電壓，這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)

13、速還高，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒(méi)有安裝制動(dòng)單元，有兩起情況可以引起這一故障。（1）當(dāng)變頻器拖動(dòng)大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)的比較小，在減速過(guò)程中，變頻器輸出的速度比較快，而由于負(fù)載特性本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒(méi)有能量回饋單元，因而變頻器直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障。而紙機(jī)中的這類(lèi)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(dòng)單元，

14、或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長(zhǎng)一些。增加的再生制動(dòng)單元有能量消耗型，并聯(lián)直流母線(xiàn)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(gè)制動(dòng)電阻，通過(guò)檢測(cè)直流母線(xiàn)電壓來(lái)控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線(xiàn)吸收型使用在多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺(tái)或幾臺(tái)電機(jī)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(guò)并聯(lián)母線(xiàn)被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。（2