變頻器過(guò)電壓故障原因分析及對(duì)策——細(xì)解
變頻器過(guò)電壓故障庇護(hù)是變頻器中心直流電壓到達(dá)危險(xiǎn)水平后接納的庇護(hù)措施，這是變頻器調(diào)計(jì)上的一年夜缺陷，在變頻器現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中引發(fā)此故障的緣由較多，可以接納的措施也較多，在處因而此類(lèi)故障時(shí)要分析清晰故障緣由，有針對(duì)性的接納響應(yīng)的措施去向理。
1變頻器過(guò)電壓的風(fēng)險(xiǎn)
變頻器過(guò)電壓主要是指其中心直流回途經(jīng)電壓，中心直流回途經(jīng)電壓主要風(fēng)險(xiǎn)在于：
（1）引發(fā)電念頭磁路飽和。對(duì)于電念頭來(lái)說(shuō)，電壓主太高必然使機(jī)電鐵芯磁通增加，可能致使磁路飽和，勵(lì)磁電流過(guò)年夜，從面引發(fā)機(jī)電溫升過(guò)度；
（2）損害電念頭盡緣。中心直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅渡過(guò)年夜，對(duì)機(jī)電盡緣壽命有很年夜的影響；
（3）對(duì)中心直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)電容器爆裂。因而變頻器廠家一般將中心直流回途經(jīng)電壓值限制在DC800V左右，一旦其電壓跨越限制值，變頻器將按限制要求跳閘庇護(hù)。
2發(fā)生變頻器過(guò)電壓的緣由
2.1過(guò)電壓的緣由
一般能引發(fā)中心直流回途經(jīng)電壓的緣由主要來(lái)自以下兩個(gè)方面：
（1）來(lái)自電源輸進(jìn)側(cè)的過(guò)電壓正常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%~+10%，經(jīng)三相橋式全波整流后中心直流的峰值為591V，個(gè)體情況下的電源電壓到達(dá)450V，其峰值電壓也只有636V，其實(shí)不算很高，一般電源電壓不會(huì)使變頻器因過(guò)電壓跳閘。電源輸進(jìn)側(cè)的過(guò)電壓主要是指電源側(cè)的沖擊過(guò)電壓，如雷電引發(fā)的過(guò)電壓、抵償電容在合閘或斷開(kāi)時(shí)形成的過(guò)電壓等，主要特點(diǎn)是電壓變化率dv/dt和幅值都很年夜。
（2）來(lái)自負(fù)載側(cè)的過(guò)電壓主要是指由于某種緣由使電念頭處于再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)，即機(jī)電處于現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)速比變頻頻率決議的同步轉(zhuǎn)速高的狀態(tài)，負(fù)載的傳動(dòng)系統(tǒng)中所貯存的機(jī)械能經(jīng)電念頭轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)由過(guò)程逆變器的6個(gè)續(xù)流二極管回饋到變頻器的中心直流回路中。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)，若是變頻器中沒(méi)接納消耗這些能量的措施，這些能量將會(huì)致使中心直流回路的電容器的電壓上升。到達(dá)限值即行跳閘。
2.2從變頻器負(fù)載側(cè)可能引發(fā)過(guò)電壓的情況及主要緣由
從變頻器負(fù)載側(cè)可能引發(fā)過(guò)電壓的情況及主要緣由以下：
（1）變頻器減速時(shí)間參數(shù)設(shè)定相對(duì)較小及未使用變頻器減速過(guò)電壓自處置功能。當(dāng)變頻器拖動(dòng)年夜慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)定的比力小，在減速進(jìn)程中，變頻器輸出頻率下降的速度比力快，而負(fù)載慣性比力年夜，靠自己阻力減速比力慢，使負(fù)載拖動(dòng)電念頭的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電念頭處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒(méi)有能量處置單元或其作用有限，是以致使變頻器中心直流回路電壓升高，超越庇護(hù)值，就會(huì)泛起過(guò)電壓跳閘故障。年夜大都變頻器為了不跳閘，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了減速過(guò)電壓的自處置功能，若是在減速進(jìn)程中，直流電壓跨越了設(shè)定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率將不再下降，暫緩減速，待直流電壓下降到設(shè)定值以下后再繼續(xù)減速。若是減速時(shí)間設(shè)定不合適，又沒(méi)有益用減速過(guò)電壓的自處置功能，就可能泛起此類(lèi)故障。
（2）工藝要求在限制時(shí)間內(nèi)減速至劃定頻率或遏制運(yùn)行工藝流程限制了負(fù)載的減速時(shí)間，合理設(shè)定相關(guān)參數(shù)也不能減緩這一故障，系統(tǒng)也沒(méi)有接納處置過(guò)剩能量的措施，必然會(huì)引發(fā)過(guò)壓跳閘故障。
（3）當(dāng)電念頭所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí)，電念頭將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)位能負(fù)載下降過(guò)快，過(guò)量回饋能量跨越中心直流回路及其能量處置單元的承受能力，過(guò)電壓故障也會(huì)發(fā)生。
（4）變頻器負(fù)載突降變頻器負(fù)載空降會(huì)使負(fù)載的轉(zhuǎn)速較著上升，使負(fù)載機(jī)電進(jìn)進(jìn)再生發(fā)電狀態(tài)，從負(fù)載側(cè)向變頻器中心直流回路回饋能量，短時(shí)間內(nèi)能量的集中回饋，可能會(huì)中心直流回路及其能量處置單元的隨能力引發(fā)過(guò)電壓故障。
（5）多個(gè)機(jī)電拖動(dòng)統(tǒng)一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能泛起這一故障，主要由于沒(méi)有負(fù)荷分配引發(fā)的。以?xún)膳_(tái)電念頭拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺(tái)電念頭的現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)速年夜于另外一臺(tái)電念頭的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則轉(zhuǎn)速高的電念頭相當(dāng)于原念頭，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引發(fā)了過(guò)電壓故障。處置時(shí)需加負(fù)荷分配控制。可以把變頻器輸出特征曲線調(diào)理的軟一些。
（6）變頻器中心直流回路電容容量下降變頻器在運(yùn)行多年后，中心直流回路電容容量下降將不成避免，中心直流回路對(duì)直流電壓的調(diào)理水平削弱，在工藝狀態(tài)和設(shè)定參數(shù)不曾改變的情況下，發(fā)生變頻器過(guò)電壓跳閘幾率會(huì)增年夜，這時(shí)候需要對(duì)中心直流回路電容器容量下降情況進(jìn)行檢查。
3過(guò)電壓故障處置對(duì)策
對(duì)于過(guò)電壓故障的處置，關(guān)頭一是中心直流回路過(guò)剩能量若何實(shí)時(shí)處置；二是若何避免或削減過(guò)剩能量向中心直流回路饋送，使其過(guò)電壓的水平限制在允許的限值之內(nèi)。下面是主要的對(duì)策：
（1）在電源輸進(jìn)側(cè)增加吸收裝配，削減過(guò)電壓身分對(duì)于電源輸進(jìn)側(cè)有沖擊過(guò)電壓、雷電引發(fā)的過(guò)電壓、抵償電容在合閘或斷開(kāi)時(shí)形成的過(guò)電壓可能發(fā)生的情況下，可以采用在輸進(jìn)側(cè)并聯(lián)浪涌吸收裝配或串聯(lián)電抗器等方式加以解決。
（2）從變頻器已設(shè)定的參數(shù)中尋覓解決法子在變頻器可設(shè)定的參數(shù)中主要有兩點(diǎn)：a、減速時(shí)間參數(shù)和變頻器減速過(guò)電壓自處置功能。在工藝流程中如不限制負(fù)載減速時(shí)間時(shí)，變頻器減速時(shí)間參數(shù)的設(shè)定不要太短，而使得負(fù)載動(dòng)能釋放的太快，該參數(shù)的設(shè)定要以不引發(fā)中心回途經(jīng)電壓為限，出格要注重負(fù)載慣性較年夜時(shí)該參數(shù)的設(shè)定。若是工藝流程對(duì)負(fù)載減速時(shí)間有限制，而在限制時(shí)間內(nèi)變頻器泛起過(guò)電壓跳閘現(xiàn)象，就要設(shè)定變頻器失速自整定功能或先設(shè)定變頻器不外壓情況下可減至的頻率值，暫緩后減速至零，減緩頻率削減的速度。b、是中心直流回途經(jīng)電壓倍數(shù)。
（3）分析工藝流程，在工藝流程中尋覓解決法子，如：我廠氫氧化鋁撈取浮游物項(xiàng)目袋濾機(jī)系統(tǒng)，有8臺(tái)50kw進(jìn)料泵、4臺(tái)30kw回流泵采用富士變頻器調(diào)整，在袋濾機(jī)工作流程中每隔20~30min需要將吸附在濾布上的濾餅除往，除往濾餅的方式是使濾布的出料側(cè)壓力高于進(jìn)料側(cè)壓力，形成較高的壓差使料漿倒流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在蓄能階段，進(jìn)料泵閉環(huán)于流量參數(shù)，為了連結(jié)恒定流量，變頻器的頻率一直在提升，到了回流階段，進(jìn)料閥門(mén)突然關(guān)閉，進(jìn)料泵變頻器負(fù)載突降，機(jī)電進(jìn)進(jìn)再生發(fā)電狀態(tài)，引發(fā)過(guò)電壓故障。我們分析在蓄能階段后期只要在袋濾機(jī)內(nèi)形成知足往除濾餅所要求的壓力即可，沒(méi)有需要太高的壓力，而使變頻器運(yùn)行于太高的頻率段，對(duì)于此故障可以在蓄能階段引進(jìn)袋濾機(jī)內(nèi)部壓力值，到達(dá)所需壓力即遏制頻率的上升?；蚩梢栽谛钅艿恼麄€(gè)階段遏制頻率的上升，這樣就能夠年夜幅削減回流階段負(fù)載側(cè)能量向中心直流回路的回饋。這一點(diǎn)在DCS集散控制系統(tǒng)中是可以辦到的。如袋濾機(jī)系統(tǒng)中回流泵因2~3臺(tái)袋濾機(jī)對(duì)濾布反沖洗時(shí)，輪回卸料，時(shí)間短，流量年夜，料漿中混有空氣，引發(fā)回流泵打空轉(zhuǎn)，負(fù)載突減，使電念頭處于再生制開(kāi)工況，致使變頻器中心直流回途經(jīng)電壓，變頻器庇護(hù)跳閘，對(duì)于這一故障，可以從工藝方面進(jìn)手，在每臺(tái)袋濾機(jī)的回流出口至回流槽處加緩沖槽，改變回流流量突變狀態(tài)，減小流量變化對(duì)變頻器的影響，解決過(guò)電壓?jiǎn)栴}。
（4）采用增加泄放電阻的方式一般小于7.5kw的變頻器在出廠時(shí)內(nèi)部中心直流回路均裝有控制單元和泄放電阻，年夜于7.5kw的變頻器需憑據(jù)現(xiàn)實(shí)情況外加控制單元和泄放電阻，為中心直流回路過(guò)剩能量釋放提供通道，是一種經(jīng)常使用的泄放能量的方式。其不足的地方是能耗高，可能泛起頻仍投切或長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)，致使電阻溫度升高、裝備損壞。
（5）在輸進(jìn)側(cè)增加逆變電路的方式處置變頻器中心直流回路能量最好的方式就是在輸進(jìn)側(cè)增加逆變電路，可以將過(guò)剩的能量回饋給電網(wǎng)。但逆變橋價(jià)格昂貴，技術(shù)要求復(fù)雜，不是較經(jīng)濟(jì)的方式。這樣在現(xiàn)實(shí)中就限制了它的運(yùn)用，只有在較高級(jí)的場(chǎng)所才使用。
（6）采用在中心直流回路上增加適當(dāng)電容的方式中心直流回路電容對(duì)其電壓穩(wěn)定、提高回路承受過(guò)電壓的能力起著很是重要的作用。適當(dāng)增年夜回路的電容量或?qū)崟r(shí)更換運(yùn)行時(shí)間太長(zhǎng)且容量下降的電容器是解決變頻器過(guò)電壓的有用方式。這里還包括在設(shè)計(jì)階段選用較年夜容量的變頻器的方式，是以增年夜變頻器容量的方式來(lái)?yè)Q取過(guò)電壓能力的提高。
（7）在條件允許的情況下適當(dāng)下降工頻電源電壓今朝變頻器電源側(cè)一般采用不成控整流橋，電源電壓高，中心直流回路電壓也高，電源電壓為380V、400V、450V時(shí)，直流回路電壓劃分為537V、565V、636V。有的變頻器距離變壓器很近，變頻器輸進(jìn)電壓高達(dá)400V以上，對(duì)變頻器中心直流回路隨過(guò)電壓能力影響很年夜，在這類(lèi)情況下，若是條件允許可以將變壓器的分接開(kāi)關(guān)放置在低壓檔，經(jīng)由過(guò)程適當(dāng)下降電源電壓的方式，到達(dá)相對(duì)提高變頻器過(guò)電壓能力的目的。
（8）多臺(tái)變頻器配合直流母線的方式至少兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行的變頻器配合直母線可以很好的解決變頻器中心直流回途經(jīng)電壓?jiǎn)栴}，由于任何一臺(tái)變頻器從直流母線上取用的電流一般均年夜于同時(shí)間從外部饋進(jìn)的過(guò)剩電流，這樣就能夠基本上連結(jié)共用直流母線的電壓。使用共用直流母線存在的最年夜的問(wèn)題應(yīng)是共用直流母線庇護(hù)上的問(wèn)題，在哄騙共用直流母線解決過(guò)電壓的問(wèn)題時(shí)應(yīng)注重這一點(diǎn)。
（9）經(jīng)由過(guò)程控制系統(tǒng)功能優(yōu)勢(shì)解決變頻器過(guò)電壓?jiǎn)栴}在很多工藝流程中，變頻器的減速和負(fù)載的空降是受控制系統(tǒng)支配的，可以哄騙控制系統(tǒng)的一些功能，在變頻器的減速和負(fù)載的空降前進(jìn)行控制，削減過(guò)量的能量饋進(jìn)變頻器中心直流回路。如對(duì)于紀(jì)律性減速過(guò)電壓故障，可將變頻器輸進(jìn)側(cè)的不成控整流橋換成半可控或全控整流橋，在減速前將中心直流電壓控制在允許的較低值，相對(duì)加年夜中心直流回路承受饋進(jìn)能量的能力，避免發(fā)生過(guò)電壓故障。而對(duì)于紀(jì)律性負(fù)載突降過(guò)電壓故障，可哄騙控制系統(tǒng)如FOXBORO的DCS集散系統(tǒng)的控制功能，在負(fù)載空降前，將變頻器的頻率作適當(dāng)提升，削減負(fù)載側(cè)過(guò)量的能量饋進(jìn)中心直流回路，以削減其引發(fā)的過(guò)電壓故障。
變頻器中心直流過(guò)電壓故障是變頻器的一個(gè)弱點(diǎn)，關(guān)頭是要分清緣由，連系變頻器自己參數(shù)、控制系統(tǒng)狀態(tài)和工藝流程等情況，才能制定響應(yīng)的對(duì)策，只要認(rèn)真看待，該過(guò)電壓故障是不難解決的。
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