過流故障可分為短路、輕載、重載、加速、減速、恒速過電流。過電流故障一般是由于變頻器的加減速時間太短、負載發(fā)生突變、負荷分配不均,輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗制動元件、進行負荷分配設計對線路進行檢查。如果斷開負載變頻器還是過流故障,說明變頻器主電路或檢測及控制電路有故障,需要分別判斷故障并進行處理。
變頻器出現(xiàn)“OVERCURRENT”故障,分析其產(chǎn)生的原因,應從兩方面來考慮:一是外部原因;二是變頻器本身的原因。
變頻器中過電流保護的對象主要指帶有突變性質(zhì)的電流峰值超過了變頻器的容許值的情形,由于變頻器中開關器件的過載能力較差,所以變頻器的過電流保護是至關重要的一環(huán),迄今為止,變頻器的過電流保護已發(fā)展得十分完善。
變頻器由于下列原因也可能引起過電流保護動作。
?、僦麟娐方涌诎咫娏?、電壓檢測通道損壞,都會出現(xiàn)過電流。電路板損壞的原因是:由于環(huán)境太差,固體顆粒附著在電路板上,造成靜電損壞,或者有腐蝕性氣體腐蝕電路。電路板的零電位與機殼連在一起,由于機殼與柜體是與保護地相連的,保護地上的地電位會影響電路板上電路的工作性能。嚴重時電路板的零電位點電位升高,也會造成電路板損壞。
?、谶B接插件不緊、不牢。例如,電流或電壓反饋信號線接觸不良,會出現(xiàn)過電流故障時有時無的現(xiàn)象。
?、郛斬撦d不穩(wěn)定時,應采用DTC控制模式,因為DTC控制速度非??欤扛?5μs產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通的實際值,再經(jīng)過轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器比較后輸出,由優(yōu)化脈沖選擇器決定逆變器的較佳開關位置,這樣能有效地抑制過電流。另外,速度環(huán)的自適應會自動調(diào)整PID參數(shù),從而使變頻器輸出給電動機的電流平穩(wěn)。
過電流的外部原因如下。
①電動機負載突變,引起大的沖擊電流而過電流保護動作。這類故障一般是暫時的,重新啟動后就會恢復正常運行。如果經(jīng)常會有負載突變的情況,應采取措施限制負載突變或更換較大容量的變頻器,建議選用直接轉(zhuǎn)矩控制方式的變頻器,這種變頻器動態(tài)響應快、控制速度非??欤哂兴俣拳h(huán)自適應能力,能使變頻器輸出電流平穩(wěn),避免過電流。
②電動機內(nèi)部和電動機電纜絕緣破壞,造成匝間或相間對地短路,因而導致過流。
?、墼陔妱訖C線圈和外殼之間、電動機電纜和大地之間存在較大的寄生,通過寄生電容會有高頻漏電流流向大地,導致過電流。
?、苋粼谧冾l器輸出側(cè)有功率因數(shù)校正電容或浪涌吸收裝置,則其故障也會引起過電流故障。
?、葑冾l器運行過程中控制電路遭到電磁干擾,導致控制信號錯誤,引起變頻器工作錯誤,速度反饋信號丟失或非正常時,也會引起過電流。
?、拮冾l器的容量選擇不當,與負載特性不匹配,引起變頻器功能失常、工作異常、過電流甚至故障損壞。
(1)操作前必須切斷,并且在主電路濾波放電完畢,電源指示燈熄滅后進行維護,以保證操作安全。
(2)在出廠前,變頻器都進行了初始設定,一般不要改變這些設定,若改變了設定又需要恢復出廠設定時,可對變頻器進行初始化操作。
(3)變頻器的控制電路采用了很多CMOS芯片,應避免用手接觸這些芯片,防止手所帶的靜電損壞芯片,若必須接觸,應先釋放手上的靜電(如用手接觸金屬自來水龍頭)。
(4)嚴禁帶電改變接線和拔插連接件。
(5)當變頻器出現(xiàn)故障時,不要輕易通電,以免擴大故障范圍,這種情況下可斷電再用電阻法對變頻器電路進檢測。
變頻器是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應用。
(1)根據(jù)負載特性選擇,如負載為恒轉(zhuǎn)矩負載需選擇siemensMMV/MDV變頻器,如負載為風機、泵類負載應選擇siemensECO變頻器。
(2)選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機的額定功率只能作為參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波,會造成的功率因數(shù)和效率都會變壞。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動機的電流增加10%而溫升增加約20%。所以在選擇電動機和變頻器時,應考慮到這中情況,適當留有裕量,以防止溫升過高,影響電動機的使用壽命。
?。?)變頻器若要長電纜運行時,此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
(4)當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值,要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為V/F控制方式,并且變頻器無法保護電動機的過流、過載保護,此時需在每臺電動機上加熔斷器來實現(xiàn)保護。
?。?)對于一些特殊的應用場合,如高環(huán)境溫度、高開關頻率、高海拔高度等,此時會引起變頻器的降容,變頻器需放大一檔選擇。
?。?)使用變頻器控制高速電機時,由于高速電動機的電抗小,高次諧波亦增加輸出電流值。因此,選擇用于高速電動機的變頻器時,應比普通電動機的變頻器稍大一些。
?。?)變頻器用于變極電動機時,應充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運行中進行極數(shù)轉(zhuǎn)換時,應先停止電動機工作,否則會造成電動機空轉(zhuǎn),惡劣時會造成變頻器損壞。
?。?)驅(qū)動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構(gòu)造,應將變頻器設置在危險場所之外。
(9)使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機時,使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時,在低速范圍內(nèi)沒有限制;在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi),有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此,不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。
?。?0)變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子時,大多是利用已有的電動機。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,繞線電動機繞組的阻抗小。因此,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩GD2較大的場合,在設定加減速時間時應多注意。
?。?1)變頻器驅(qū)動時,與工頻相比,降低輸出容量10%~20%,變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機額定電流與同步牽入電流的標幺值的乘積。
?。?2)對于壓縮機、振動機等轉(zhuǎn)矩波動大的負載和油壓泵等有峰值負載情況下,如果按照電動機的額定電流或功率值選擇變頻器的話,有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護動作現(xiàn)象。因此,應了解工頻運行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅(qū)動潛水泵電動機時,因為潛水泵電動機的額定電流比通常電動機的額定電流大,所以選擇變頻器時,其額定電流要大于潛水泵電動機的額定電流。
(13)當變頻器控制羅茨風機時,由于其起動電流很大,所以選擇變頻器時一定要注意變頻器的容量是否足夠大。
?。?4)選擇變頻器時,一定要注意其防護等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則現(xiàn)場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久運行。
?。?5)單相電動機不適用變頻器驅(qū)動。