變頻器的過電流或過載故障是變頻器的常見故障,過電流是指流過變頻器的電流值超過其額定范圍。一般故障可分為加速、減速、恒速過電流等,其外部原因大多數(shù)是由于負(fù)載突變、供電電路缺相、電動(dòng)機(jī)內(nèi)部短路等原因造成的。如果斷開負(fù)載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環(huán),需要更換變頻器。
?、偃糇冾l器的供電缺相、輸出端的電路斷線或電動(dòng)機(jī)繞組相間有對(duì)地短路性故障,則可能導(dǎo)致過電流現(xiàn)象。
?、陔妱?dòng)機(jī)負(fù)載突變,可能會(huì)引起大的沖擊電流流過變頻器,從而造成過電流保護(hù)的現(xiàn)象,該故障在重新啟動(dòng)變頻器后就會(huì)恢復(fù)正常,若變頻器經(jīng)常出現(xiàn)該故障,則應(yīng)對(duì)負(fù)載進(jìn)行檢查或更換較大容量的變頻器。
?、垭姶鸥蓴_會(huì)影響電動(dòng)機(jī)或變頻器的電路,變頻器在工作中由于整流和變頻,周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波,這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。同理,若外圍電磁波干擾電動(dòng)機(jī),則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)中的漏電流過大,引起變頻器過流保護(hù);若電磁波干擾變頻器,則可能會(huì)導(dǎo)致變頻器輸出的控制信號(hào)出錯(cuò),從而導(dǎo)致過流現(xiàn)象。
?、茈妱?dòng)機(jī)在運(yùn)行的過程中,在繞組和外殼之間、電纜和大地之間,會(huì)產(chǎn)生較大的寄生,電流會(huì)通過寄生電容流向大地(漏電流),從而引起過電流的現(xiàn)象。
?、葑冾l器的容量選擇不當(dāng),或與負(fù)載的容量不匹配時(shí),則可能會(huì)引起變頻器工作失常,從而出現(xiàn)過電流或過載的故障,甚至?xí)p壞變頻器。
?、捱^載故障包括變頻器過載和電動(dòng)機(jī)過載,造成過載故障的原因大多數(shù)是由于加速時(shí)間太短,直流制動(dòng)量過大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等造成的,負(fù)載過重是指所選的變頻器和電動(dòng)機(jī)無法拖動(dòng)負(fù)載。
?、咦冾l器本身損壞(變頻模塊損壞、驅(qū)動(dòng)電路損壞、電流檢測(cè)電路損壞),也可能會(huì)造成過電流的現(xiàn)象。當(dāng)變頻器出現(xiàn)通電就跳閘,其無法復(fù)位的故障時(shí),則可能是變頻器本身損壞造成的過電流現(xiàn)象。
首先是來自外部電網(wǎng)的干擾。電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過的供電干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電壓調(diào)整設(shè)備,非線性負(fù)載及照明設(shè)備等。這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變,從而對(duì)電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后若不加處理,電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過電網(wǎng)電源電路干擾變頻器。供電電源的干擾對(duì)變頻器主要有(1)過壓、欠壓、瞬時(shí)掉電(2)浪涌、跌落(3)尖峰電壓脈沖(4)射頻干擾。
1、晶閘管換流設(shè)備對(duì)變頻器的干擾
當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時(shí),由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通,容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口,波形嚴(yán)重失真。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害,從而導(dǎo)致輸入回路擊穿而燒毀。
2、補(bǔ)償對(duì)變頻器的干擾
電力部門對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的要求,為此,許多用戶都在變電所采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補(bǔ)償電容投入或切出的暫態(tài)過程中,網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值,其結(jié)果是可能使變頻器的整流因承受過高的反向電壓而擊穿。
其次是變頻器自身對(duì)外部的干擾。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載,它所產(chǎn)生的諧波對(duì)同一電網(wǎng)的其它電子、設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù),當(dāng)工作于開關(guān)模式且作高速切換時(shí),產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此變頻器對(duì)系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)備來說是一電磁干擾源。
變頻器的輸入和輸出電流中,都含有很多高次諧波成分。除了能構(gòu)成電源無功損耗的較低次諧波外,還有許多頻率很高的諧波成分。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去,形成對(duì)變頻器本身和其它設(shè)備的干擾信號(hào)。
?。?)輸入電流的波形變頻器的輸入側(cè)是二極管整流和電容濾波電路。顯然只有電源的線電壓UL大于兩端的直流電壓UD時(shí),整流橋中才有充電電流。因此,充電電流總是出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近,呈不連續(xù)的沖擊波形式。它具有很強(qiáng)的高次諧波成分。有關(guān)資料表明,輸入電流中的5次諧波和7次諧波的諧波分量是最大的,分別是50HZ基波的80%和70%。
?。?)輸出電壓與電流的波形絕大多數(shù)變頻器的逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式,其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形式形波;由于定子繞組的電感性質(zhì),定子的電流十分接近于正弦波。但其中與載波頻率相等的諧波分量仍是較大的。
1、負(fù)載類型和的選擇:變頻器不是在任何情況下都能正常使用,因此用戶有必要對(duì)負(fù)載、環(huán)境要求和變頻器有更多了解,所帶動(dòng)的負(fù)載不一樣,對(duì)變頻器的要求也不一樣。
A、風(fēng)機(jī)和水泵是最普通的負(fù)載:對(duì)變頻器的要求較為簡(jiǎn)單,只要變頻器容量等于電動(dòng)機(jī)容量即可(空壓機(jī)、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量)。
B、起重機(jī)類負(fù)載:這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時(shí),在重物下放肘,會(huì)有能量回饋,因此要使用制動(dòng)單元或采用共用母線方式。
C、不均行負(fù)載:有的負(fù)載有時(shí)輕,有時(shí)重,此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選擇變頻器容量,例如軋鋼機(jī)機(jī)械、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等。
D、大慣性負(fù)載:如離心機(jī)、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯,此類負(fù)載慣性很大,因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)振蕩,電動(dòng)機(jī)減速時(shí)有能量回饋。應(yīng)該用容量稍大的變頻器來加快啟動(dòng),避免振蕩。配合制動(dòng)單元消除回饋電能。
2、長(zhǎng)期低速動(dòng)轉(zhuǎn),由于電機(jī)發(fā)熱量較高,風(fēng)扇冷卻能力降低,因此必須采用加大減速比的方式或改用6級(jí)電機(jī),使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在較高頻率附近。
3、變頻器安裝地點(diǎn)必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求,否則易引起故障或縮短使用壽命;變頻器與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之間的距離一般不超過50米,若需更長(zhǎng)的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。