变频器过压故障分析及如何维修

北京天拓四方

　　变频器过电压(OU)故障分析及如何维修
　　1、 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。
　　2、 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，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) 制动或减速时间过短或制动电阻损坏。
　　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，从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可能会中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过电压故障。若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。
　　现场调试过程中有一组辊道电机的变频器出现速度反馈值大于速度设定值，经仔细观察发现：
　　a) 在轧钢过程中不存在这种情况，当钢离开辊道后，才出现这种情况;
　　b) 当速度反馈值大于速度设定值时，直流回路电压为额定电压的125%，超过115%的极限设定值;
　　c) 变频器的进线电压已超过上限;
　　在轧钢过程中，该变频器控制的辊道电机将升速，当钢离开辊道后辊道电机速度降至原来的速度，若这台变频器未装设制动装置，因进线电压过高，直流回路电压超过了设定的极限值，变频器报过压故障。
　　3、过电压的处理对策
　　(1) 在电源输入侧增加吸收装置，减少过电压因素
　　对于电源输入侧有冲击过电压、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可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。关于这一点，我厂设备在设计时就考虑到在输入侧装有进线电抗器，增强变频器抗电压变化的能力。
　　(2) 在输入侧增加逆变电路的方法
　　处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加逆变电路，可以将多余的能量回馈给电网。关于这一点，我厂在设备设备选型时就考虑带有回馈装置。
　　(3) 从变频器已设定的参数中寻找解决办法
　　在满足控制要求的条件下，适当增加或延长制动时间或减速时间(尤其针对大惯性负载的停机需考虑)。
　　在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能。

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