变频器过电压故障因由讲述及对策——细解

　　过电压故障保护是变频器中间直流电压达到危险程度后采取的保护手段，这是变频器调计上的一大缺陷，在变频器实际运行中导致此损坏的原由较多，可以采取的措施也较多，在处于是此类损坏时要解述清楚损坏原因，有关于性的采取相应的方法去解决。

　　（1）致使发电机磁路饱和。对于发电机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能致使磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过度；

　　（2）危害发电机绝缘。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，严重时会致使电容器爆裂。因而变频器厂家通常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。

　　（1）来自电源输入侧的过电压 正常情形下的电源电压为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，个别状况下的电源电压达到450V，其峰值电压也只有636V，并不算很高，通常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具体是指电源侧的冲击过电压，如雷电导致的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，详细特点是电压变化率dv/dt和幅值都很大。

　　（2）来自负荷侧的过电压 主要是指由于某种缘由使发电机处于再生发电状态时，即电机处于实际速度比变频频率决定的同步转速高的状态，负荷的传动机构中所储存的机械能经发电机转换成电能，通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的方法，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升。达到限值即行跳闸。

　　（1）变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过电压自排除功用。当变频器拖动大惯性负荷时，其减速时间设定的比较小，在减速程序中，变频器输出频率下降的速度比较快，而负荷惯性比较大，靠本身阻力减速比较慢，使负荷拖动发电机的速度比变频器输出的频率所对应的速度还要高，发电机处于发电状态，而变频器没有能量处置单元或其功能有限，因此致使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。大多数变频器为了避免跳闸，专门设置了减速过电压的自清除功能，如果在减速流程中，长春康明斯发电机直流电压超过了设定的电压上限值，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适，又没有利用减速过电压的自解除用途，就可能发生此类损坏。

　　（2）工艺要求在限定时间内减速至规定频率或停止运行工艺步骤限定了负载的减速时间，合理设定相关参数也无法减缓这一故障，装置也没有采取处置多余能量的措施，必然会引发过压跳闸损坏。

　　（3）当发电机所传动的位能负载下放时，发电机将处于再生发电制动状态位能负载下降过快，过多回馈能量超过中间直流回路及其能量解除单元的承受能力，过电压损坏也会发生。

　　（4）变频器负载突降 变频器负荷空降会使负荷的转速明显上升，使负荷电机进入再生发电状态，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解决单元的随能力引发过电压损坏。

　　（5）多个电机拖动同一个负载时，也可能产生这一损坏，详细因为没有负荷分配导致的。以两台发电机拖动一个负荷为例，当一台发电机的实际转速大于另一台发电机的同步速度时，则转速高的发电机相当于柴油发电机，转速低的处于发电状态，导致了过电压损坏。消除时需加负载分配控制。可以把变频器输出特点曲线）变频器中间直流回路电容功率下降变频器在运行多年后，中间直流回路电容容量下降将不可防止，中间直流回路对直流电压的调整程度减弱，在工艺状况和设定参数未曾改变的情况下，产生变频器过电压跳闸几率会增大，这时需要对中间直流回路电容器功率下降情形进行检修。

　　对于过电压损坏的解决，关键一是中间直流回路多余能量怎样及时消除；二是怎样防止或减小多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内。下面是具体的对策：

　　（1）在电源输入侧增加吸收设备，降低过电压因素对于电源输入侧有冲击过电压、雷电导致的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能出现的状况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装备或串联电抗器等举措加以解除。

　　（2）从变频器已设定的数据中寻找解决措施在变频器可设定的数据中详细有两点：a、减速时间数据和变频器减速过电压自解除用途。在工艺教程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间数据的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该数据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数据的设定。如果工艺步骤对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器产生过电压跳闸现状，就要设定变频器失速自整定作用或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减小的速度。b、是中间直流回路过电压倍数。

　　（3）浅聊工艺教程，在工艺步骤中寻找解决方案，如：我厂氢氧化铝捞取浮游物项目袋滤机装置，有8台50kw进料泵、4台30kw回流泵采用富士变频器调节，在袋滤机工作步骤中每隔20~30min需要将吸附在滤布上的滤饼除去，除去滤饼的办法是使滤布的出料侧压力高于进料侧压力，形成过高的压差使料浆倒流来实现的。在蓄能阶段，进料泵闭环于流量数据，为了保持恒定流量，变频器的频率一直在提升，到了回流阶段，进料阀门突然关闭，进料泵变频器负载突降，电机进入再生发电状态，引发过电压损坏。康明斯发电机公司简述在蓄能阶段后期只要在袋滤机内形成满足去除滤饼所要求的压力即可，没有必要偏高的压力，而使变频器运转于偏高的频率段，对于此损坏可以在蓄能阶段引入袋滤机内部压力值，达到所需压力即停止频率的上升。或可以在蓄能的整个阶段停止频率的上升，这样就可以大幅减少回流阶段负荷侧能量向中间直流回路的回馈。这一点在DCS集散控制系统中是可以办到的。如袋滤机系统中回流泵因2~3台袋滤机对滤布反冲洗时，循环卸料，时间短，流量大，料浆中混有空气，致使回流泵打空转，负荷突减，使发电机处于再生制动工况，引起变频器中间直流回路过电压，变频器保护跳闸，对于这一损坏，可以从工艺方面入手，在每台袋滤机的回流出口至回流槽处加缓冲槽，改变回流流量突变现象，降低流量变化对变频器的影响，处理过电压问题。

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