變頻器的保護功能及故障處理-鄭州變頻器維修
發布時間：2019-08-02 10:05:35來源：
變頻器的保護功能及故障處理-鄭州變頻器維修
變頻器中過電流保護的對象主要指帶有突變性質的、電流的峰值超過了過電流檢測值(約額定電流的200％)，變頻器顯示OC表示過電流，由于逆變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。
2.1過電流原因分析
過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負載發生突變、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、對線路進行檢查等來解決。如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已壞，需要更換變頻器。根據變頻器顯示，可從以下幾方面尋找原因:
（1）工作中過電流，即拖動系統在工作過程中出現過電流。其原因大致有以下幾方面:
●一是電動機遇到沖擊負載或傳動機構出現“卡住”現象,引起電動機電流的突然增加;
●二是變頻器輸出側發生短路，如輸出端到電動機之間的連接線發生相互短路,或電動機內部發生短路等、接地（電機燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引起的接觸、接地等）;
●三是變頻器自身工作不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個逆變器件在不斷交替的工作過程中出現異常。如環境溫度過高，或逆變器元器件本身老化等原因，使逆變器的參數發生變化，導致在交替過程中，一個器件已經導通、而另一個器件卻還未來得及關斷，引起同一個橋臂的上、下兩個器件的“直通”，使直流電壓的正、負極間處于短路狀態。
（2）升速、降速時過電流:當負載的慣性較大，而升速時間或降速時間又設定得太短時，也會引起過電流。在升速過程中，變頻器工作頻率上升太快，電動機的同步轉速迅速上升，而電動機轉子的轉速因負載慣性較大而跟不上去，結果是升速電流太大;在降速過程中，降速時間太短，同步轉速迅速下降，而電動機轉子因負載的慣性大，仍維持較高的轉速，這時同樣可以使轉子繞組切割磁力線的速度太大而產生過電流。
2.2處理方法
（1）起動時一升速就跳閘，這是過電流十分嚴重的現象，主要檢查:
●工作機械有沒有卡住;
●負載側有沒有短路,用兆歐表檢查對地有沒有短路;
●變頻器功率模塊有沒有損壞;
●電動機的起動轉矩過小，拖動系統轉不起來。
（2）起動時不馬上跳閘，而在運行過程中跳閘，主要檢查:
●升速時間設定太短，加長加速時間;
●減速時間設定太短，加長減速時間;
●轉矩補償（U/f比）設定太大，引起低頻時空載電流過大;
●電子熱繼電器整定不當，動作電流設定得太小，引起變頻器誤動作。
電動機能夠旋轉，但運行電流超過了額定值，稱為過載。過載的基本反映是:電流雖然超過了額定值，但超過的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流。輸出電流超過反時限特性過載電流額定值，保護功能動作，變頻器的容量偏小。
3.1過載的主要原因
（1）機械負荷過重:負荷過重的主要特征是電動機發熱，并可從顯示屏上讀取運行電流來發現。主要原因是變頻器負載太大，加減速時間、運行周期時間太短;V/F特性的電壓太高;變頻器功率太小。
（2）三相電壓不平衡:引起某相的運行電流過大，導致過載跳閘，其特點是電動機發熱不均衡，從顯示屏上讀取運行電流時不一定能發現(因顯示屏只顯示一相電流)。
（3）誤動作:變頻器內部的電流檢測部分發生故障，檢測出的電流信號偏大，導致跳閘。
3.2檢查方法
（1）檢查電動機是否發熱
如果電動機的溫升不高，則首先應檢查負載的大小，加減速時間，運行周期時間設置是否合理，并修正V/F特性，檢查變頻器的電子熱保護功能預置得是否合理，如變頻器尚有余量，則應放寬電子熱保護功能的預置值;如變頻器的允許電流已經沒有余量，不能再放寬，且根據生產工藝，所出現的過載屬于正常過載，則說明變頻器的選擇不當，應加大變頻器的容量，更換變頻器。這是因為，電動機在拖動變動負載或斷續負載時，只要溫升不超過額定值，是允許短時間(幾分鐘，甚或幾十分鐘)過載的，而變頻器則不允許。如果電動機的溫升過高，而所出現的過載又屬于正常過載，則說明是電動機的負荷過重。這時，首先應考慮能否適當加大傳動比，以減輕電動機軸上的負荷。如能夠加大，則加大傳動比;如果傳動比無法加大，則應加大電動機的容量。
（2）檢查電動機側三相電壓是否平衡
若電動機側的三相電壓不平衡，則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如不平衡，問題在變頻器內部，應檢查變頻器的逆變模塊及其驅動電路;如變頻器輸出端的電壓平衡，則問題出現在從變頻器到電動機之間的線路上，應檢查所有接線端的螺釘是否都已緊固，如果在變頻器和電動機之間有接觸器或其他電器，則還應檢查有關電器的接線端是否都已緊固，以及觸點的接觸狀況是否良好等。
如果電動機側三相電壓平衡，則應了解跳閘時的工作頻率:如工作頻率較低，又未用矢量控制(或無矢量控制)，則首先降低Ｕ/ｆ比，如降低后仍能帶動負載，則說明原來預置的Ｕ/ｆ比過高，勵磁電流的峰值偏大，可通過降低Ｕ/ｆ比來減小電流;如果降低后帶不動負載了，則應考慮加大變頻器的容量;如果變頻器具有矢量控制功能，則應采用矢量控制方式。
（3）檢查是否誤動作
經過以上檢查，均未找到原因時，應檢查是不是誤動作。判斷的方法是在輕載或空載的情況下，用電流表測量變頻器的輸出電流，與顯示屏上顯示的運行電流值進行比較，如果顯示屏顯示的電流讀數比實際測量的電流大得較多，則說明變頻器內部的電流測量部分誤差較大，“過載”跳閘有可能是誤動作。
欠壓也是我們在使用中經常碰到的問題。電源電壓降低后，主電路直流電壓若降到欠電壓檢測值以下，保護功能動作。另外，電壓若降到不能維持變頻器控制電路的工作，則全部保護功能自動復位（檢測值:DC400V）。當出現欠壓故障時，首先應該檢查輸入電源是否缺相，假如輸入電源沒有問題，就要檢查整流回路是否有問題，假如都沒有問題，那就要看直流檢測電路上是否有問題了。如果因為主回路電壓太低(380V系列低于400V)，主要原因是整流橋某一路損壞或晶閘管三相電路中有一相工作不正常，都有可能導致欠壓故障的出現，其次主回路斷路器、接觸器損壞，導致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓。電壓檢測電路發生故障而出現欠壓問題,由于變頻器故障或噪聲引起的誤動作等造成主電路直流端（P、N之間）超過了檢測值，這就需與制造商聯系。
來自電動機的再生電流增加，主電路直流電壓若超過電壓檢測值，錯誤施加過高電壓時保護功能動作（檢測值:DC750V）。過電壓保護主要有三種現象:加速時過電壓、減速時過電壓、恒速時過電壓。過電壓報警一般是出現在停機的時候，其主要原因是減速時間太短或制動電阻及制動單元有問題。
變頻器的過電壓集中表現在直流母線的電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35UL＝513V。在過電壓發生時，直流母線的儲能電容將被充電，當電壓上至760V左右時，變頻器過電壓保護動作。因此，變頻器都有一個正常的工作電壓范圍，當電壓超過這個范圍時很可能損壞變頻器。常見的過電壓主要是發電制動時的過電壓，這種情況出現的概率較高，主要是電機的同步轉速比實際轉速還高，使電動機處于發電狀態，而變頻器又沒有安裝制動單元，有兩起情況可以引起這一故障。
（1）當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設的比較小，在減速過程中，變頻器輸出的速度比較快，而由于負載特性本身阻力減速比較慢，使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高，電動機處于發電狀態，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻器直流回路電壓升高，超出保護值，出現故障。而紙機中的這類故障經常發生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動單元，或者修改變頻器參數，把變頻器減速時間設的長一些。增加的再生制動單元有能量消耗型，并聯直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯一個制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯直流母線吸收型使用在多電機傳動系統，這種系統往往有一臺或幾臺電機經常工作于發電狀態，產生再生能量，這些能量通過并聯母線被處于電動狀態的電機吸收。能量回饋型的變頻器網側變流器是可逆的，當有再生能量產生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網。
（2）多個電動機拖動同一個負載時，也可能出現這一故障，主要由于沒有負荷分配引起的。以兩臺電動機拖動一個負載為例，當一臺電動機的實際轉速大于另一臺電動機的同步轉速時，則轉速高的電動機相當于原動機，轉速低的處于發電狀態，引起故障。
6.1過熱OH4
過熱是經常會碰到的一個故障。當遇到這種情況時，首先會想到散熱風扇是否運轉，觀察機器外部就會看到風扇是否運轉，此外對于30kW以上的機器在機器內部也帶有一個散熱風扇，此風扇的損壞也會導致OH4的報警。根據L1-04的設定值，變頻器停止輸出，電機過熱時，修正負載的大小，加減速時間，運行周期時間;修正V/F特性;確認從端子A1/A2輸入的電機溫度。
6.2接地故障GF
接地故障也是常會碰到的故障，變頻器輸出側的接地電流超過了變頻器額定輸出電流的50％，主要原因是變頻器輸出側發生了接地短路（電機燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引起的接觸、接地等）。在排除電機接地存在問題的原因外，比較可能發生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環境因素的影響，工作點很容易發生飄移，導致GF報警。對于安川變頻器，如果快熔未燒壞，則需檢修觸發板上的光耦;如果快熔燒壞了,則需要更換模塊、快熔，還需檢修觸發板上的光耦合等。
6.3電動機不旋轉
（1）即使按下操作器的RUN鍵，電機也不轉，這時，可考慮以下原因:運行方法的設定有錯誤。（運行指令的選擇）b1－02＝1（控制回路端子）時，即使按下了RUN鍵，電機也不運行，按下LOCAL/REMOTE鍵切換到操作器或設定b1－02＝0（操作器）。頻率指令太低:頻率指令低于E1-09（比較低輸出頻率）所設定了的頻率時，變頻器不能運行，變更頻率指令使大于比較低頻率。
（2）即使輸入了外部運行信號，電機仍不轉，重要的原因是:未處在驅動模式，變頻器在準備狀態，不能起動。按下MENU鍵，DRIVELED閃爍，再按下DATA/ENTER鍵，進入驅動模式。進入了驅動模式，DRIVELED燈亮。
（3）加速時及連接負載時，電機停轉了，負載太大。變頻器雖然有防止失速功能及全自動力矩提升功能。但是加速度太大及負載太大時，超過了電機的響應界限，請延長加速時間，減小負載。另外也可以考慮加大電機的功率。
（4）電機只能向一個方向轉。選擇了禁止反轉，當b1－04(選擇禁止反轉)＝1（禁止反轉）時，變頻器不接受反轉指令。正轉、反轉兩方向都要使用時，請設定b1－04＝0（可以反轉）。
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