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变频器过电压维修和原因分析

点击数:739 更新时间:2020-12-28 17:14:58 Tag: 变频器过电压 变频器过电压维修

大家使用变频器最常见的故障可能就是变频器过电压问题了,过电压问题最常见的原因是电机处在发电状态,产生的能量无法及时的消耗造成的。过电压产生后,变频器为了防止内部电路损坏,其过电压保护功能将动作,使变频器停止运行,导致设备无法正常工作。

常用的低压变频器属于交-直-交变频器,三相电源经过整流器得到直流电,通过直流母线向逆变器供电。母线电压在正常情况下,应该约等于进线电压的1.35倍。 

为了保护变频器,在母线电压过高时,变频器会报过压故障,并封锁逆变器的脉冲输出。这是保护变频器器件不受损坏的一个重要而且必要的方法。这个故障是不能被屏蔽的。 

变频器内部有母线电压检查机构,当母线电压测量值高于某个阈值后,变频器会报过压故障。 

造成变频器直流母线过电压的原因有很多,变频器过电压维修应该根据实际情况进行分析。如果找对根源,然后对症下药,一般都可以解决。 

1、首先是来自进线电压的影响。 

如果电网质量不好,有瞬间高电压出现,那势必会造成母线电压过高。偶尔出现的瞬间的电压尖峰很难捕捉到,这为故障的诊断增加了难度。如果用示波器或电能质量分析仪捕捉到进线电压的闪变,确认电网存在电压尖峰的话,那么可以在变频器进线端安装电压尖峰吸收装置以保护变频器。 

在打雷时,也可能会对电网电压产生瞬时影响,也可能会造成变频器的过电压故障。不过打雷也是很偶然的事件,不会一直困扰变频器的运行。不过安全起见,工厂应该有防雷措施。 

2、其次是来自输出端的影响,即逆变器侧。

在电机制动(即减速)时,电机和负载的动能转化为电能,处于发电状态,发出来的电在直流母线上累积,造成母线电压越来越高。如果电机的机械系统惯性大,而制动时间短,那么制动功率很大。产生的电能在变频器内不断累积,来不及释放,很容易造成直流母线过电压。针对这种不可避免的情况,变频器设计了很多功能来应对。一般的处理方法有: 

在工艺要求范围内,延长制动时间。 

在停车过程中,使能Vdmax控制器,自动延长制动时间 · 使用合适的制动单元和制动电阻(这个是要花钱的) 

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技术控制器,注意降低系统响应,减P加I,延长滤波时间 

3、最后是硬件问题。 

如果变频器内部的电压检测机构工作不正常,或者CPU处理机制出了问题,这些都不是设参数就能解决的,需要报修。如果是外部机械问题,比如安装偏心等,这也是要尽量避免的。

变频器过电压的防护措施根据变频器过电压产生的原因不同而不同。

(1)对于变频器移相变压器的分断过电压,采用阻容吸收网络和氧化锌避雷器组成过电压吸收回路,取得较好效果。

(2)对于变压器带负载合闸产生的过电压,可以选用周期性能好的开关(开关长期操作后会出现不同期);采用良好的阻容吸收回路或者有源抑制器技术方案;采用带静电屏蔽措施的变压器,也可以有效地抑制合闸过电压。但是大功率变压器在制作静电屏蔽层的难度将是相当大的。

(3)对整流元件换向产生的过电压,注意点是:整流元件的反向耐压值要足够,其次就是吸收回路和续流回路必须措施得当。否则整流器件就有可能被过电压击穿。

(4)由于变频器工作时的过电压基本上是变压器分闸合闸时产生,因此应该从变压器开始想办法抑制变频器的过电压。可以采用:

①加大变压器励磁电感和对地电容,加大励磁电感即减小空载电流,这都会引起变压器成本的增加。

②加大变压器对地电容:原理上容易分析,但是实际上由于变压器本身的结构和材料限制,要想做出任意绝缘方式或绝缘等级高的变压器是不太可能的,因此要想较大地增加变压器的对地电容也是相当困难的。

相关链接:海利普变频器误报过电压故障检修思路

                变频器过压的保护危害原因处理措施