變頻器過(guò)電壓維修和原因分析

大家使用變頻器最常見(jiàn)的故障可能就是變頻器過(guò)電壓問(wèn)題了，過(guò)電壓?jiǎn)栴}最常見(jiàn)的原因是電機(jī)處在發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生的能量無(wú)法及時(shí)的消耗造成的。過(guò)電壓產(chǎn)生后，變頻器為了防止內(nèi)部電路損壞，其過(guò)電壓保護(hù)功能將動(dòng)作，使變頻器停止運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。

常用的低壓變頻器屬于交－直－交變頻器，三相電源經(jīng)過(guò)整流器得到直流電，通過(guò)直流母線向逆變器供電。母線電壓在正常情況下，應(yīng)該約等于進(jìn)線電壓的1.35倍。 

為了保護(hù)變頻器，在母線電壓過(guò)高時(shí)，變頻器會(huì)報(bào)過(guò)壓故障，并封鎖逆變器的脈沖輸出。這是保護(hù)變頻器器件不受損壞的一個(gè)重要而且必要的方法。這個(gè)故障是不能被屏蔽的。 

變頻器內(nèi)部有母線電壓檢查機(jī)構(gòu)，當(dāng)母線電壓測(cè)量值高于某個(gè)閾值后，變頻器會(huì)報(bào)過(guò)壓故障。 

造成變頻器直流母線過(guò)電壓的原因有很多，變頻器過(guò)電壓維修應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析。如果找對(duì)根源，然后對(duì)癥下藥，一般都可以解決。 

1、首先是來(lái)自進(jìn)線電壓的影響。 

如果電網(wǎng)質(zhì)量不好，有瞬間高電壓出現(xiàn)，那勢(shì)必會(huì)造成母線電壓過(guò)高。偶爾出現(xiàn)的瞬間的電壓尖峰很難捕捉到，這為故障的診斷增加了難度。如果用示波器或電能質(zhì)量分析儀捕捉到進(jìn)線電壓的閃變，確認(rèn)電網(wǎng)存在電壓尖峰的話，那么可以在變頻器進(jìn)線端安裝電壓尖峰吸收裝置以保護(hù)變頻器。 

在打雷時(shí)，也可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生瞬時(shí)影響，也可能會(huì)造成變頻器的過(guò)電壓故障。不過(guò)打雷也是很偶然的事件，不會(huì)一直困擾變頻器的運(yùn)行。不過(guò)安全起見(jiàn)，工廠應(yīng)該有防雷措施。 

2、其次是來(lái)自輸出端的影響，即逆變器側(cè)。

在電機(jī)制動(dòng)（即減速）時(shí)，電機(jī)和負(fù)載的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出來(lái)的電在直流母線上累積，造成母線電壓越來(lái)越高。如果電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)慣性大，而制動(dòng)時(shí)間短，那么制動(dòng)功率很大。產(chǎn)生的電能在變頻器內(nèi)不斷累積，來(lái)不及釋放，很容易造成直流母線過(guò)電壓。針對(duì)這種不可避免的情況，變頻器設(shè)計(jì)了很多功能來(lái)應(yīng)對(duì)。一般的處理方法有： 

在工藝要求范圍內(nèi)，延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間。 

在停車過(guò)程中，使能Vdmax控制器，自動(dòng)延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間 · 使用合適的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻（這個(gè)是要花錢的） 

使用四象限工作的整流器，比如基于AFE、F3E原理的整流器 

如果使用了PID技術(shù)控制器，注意降低系統(tǒng)響應(yīng)，減P加I，延長(zhǎng)濾波時(shí)間 

3、最后是硬件問(wèn)題。 

如果變頻器內(nèi)部的電壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)工作不正常，或者CPU處理機(jī)制出了問(wèn)題，這些都不是設(shè)參數(shù)就能解決的，需要報(bào)修。如果是外部機(jī)械問(wèn)題，比如安裝偏心等，這也是要盡量避免的。

變頻器過(guò)電壓的防護(hù)措施根據(jù)變頻器過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同而不同。

（1）對(duì)于變頻器移相變壓器的分?jǐn)噙^(guò)電壓，采用阻容吸收網(wǎng)絡(luò)和氧化鋅避雷器組成過(guò)電壓吸收回路，取得較好效果。

（2）對(duì)于變壓器帶負(fù)載合閘產(chǎn)生的過(guò)電壓，可以選用周期性能好的開(kāi)關(guān)（開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期操作后會(huì)出現(xiàn)不同期）；采用良好的阻容吸收回路或者有源抑制器技術(shù)方案；采用帶靜電屏蔽措施的變壓器，也可以有效地抑制合閘過(guò)電壓。但是大功率變壓器在制作靜電屏蔽層的難度將是相當(dāng)大的。

（3）對(duì)整流元件換向產(chǎn)生的過(guò)電壓，注意點(diǎn)是：整流元件的反向耐壓值要足夠，其次就是吸收回路和續(xù)流回路必須措施得當(dāng)。否則整流器件就有可能被過(guò)電壓擊穿。

（4）由于變頻器工作時(shí)的過(guò)電壓基本上是變壓器分閘合閘時(shí)產(chǎn)生，因此應(yīng)該從變壓器開(kāi)始想辦法抑制變頻器的過(guò)電壓�？梢圆捎茫�

①加大變壓器勵(lì)磁電感和對(duì)地電容，加大勵(lì)磁電感即減小空載電流，這都會(huì)引起變壓器成本的增加。

②加大變壓器對(duì)地電容：原理上容易分析，但是實(shí)際上由于變壓器本身的結(jié)構(gòu)和材料限制，要想做出任意絕緣方式或絕緣等級(jí)高的變壓器是不太可能的，因此要想較大地增加變壓器的對(duì)地電容也是相當(dāng)困難的。

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