交流變頻器在調(diào)試和使用中過(guò)電壓原因分析

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯交流變頻器在調(diào)試和使用中過(guò)電壓原因分析 隨著通用變頻器在各種電氣設(shè)備上的日益廣泛使用，變頻器及其附屬設(shè)備在調(diào)試和日常使用中常常發(fā)生過(guò)電壓現(xiàn)象，從而給我們的電氣設(shè)備的內(nèi)部電路造成了不必要的損壞，影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，給我們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了很多麻煩。因此，找出變頻器產(chǎn)生過(guò)電壓的緣由，并實(shí)行肯定的措施對(duì)我們的生產(chǎn)、生活是非常必要的。變頻器在日常的調(diào)試和使用中常常會(huì)消失過(guò)電壓現(xiàn)象。過(guò)電壓產(chǎn)生后，變頻器為了防止內(nèi)部電路損壞，其過(guò)電壓愛(ài)護(hù)功能將動(dòng)作，使變頻器停止運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。因此我們必需實(shí)行肯定的措施消退過(guò)電壓現(xiàn)象，防止設(shè)備故障的發(fā)生。但由于變頻器與電機(jī)

2、的應(yīng)用場(chǎng)合不同，所以它們產(chǎn)生過(guò)電壓的緣由也不相同，所以在實(shí)際工作中我們應(yīng)依據(jù)詳細(xì)狀況實(shí)行相應(yīng)的對(duì)策。一般來(lái)說(shuō)過(guò)電壓的產(chǎn)生與再生制動(dòng)所謂變頻器的過(guò)電壓，是指由于種種緣由造成的變頻器電壓超過(guò)額定電壓，集中表現(xiàn)在變頻器直流母線(xiàn)的直流電壓上。正常工作時(shí)，變頻器直流部電壓為三相全波整流后的平均值。我們以380v線(xiàn)電壓為例來(lái)計(jì)算，則平均直流電壓Ud=1.35u線(xiàn)=513v。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線(xiàn)上的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上升至700v左右時(shí)，（因機(jī)型而異）變頻器過(guò)電壓愛(ài)護(hù)動(dòng)作。造成變頻器過(guò)電壓的緣由主要有以下兩種：電源過(guò)電壓和再生過(guò)電壓。電源過(guò)電壓是指因電源電壓過(guò)高而使直流母線(xiàn)電壓超過(guò)額定值。而現(xiàn)在大

3、部分變頻器的輸入電壓最高可達(dá)460v，因此，電源引起的過(guò)電壓極為少見(jiàn)。本文主要爭(zhēng)論的問(wèn)題是再生過(guò)電壓。產(chǎn)生再生過(guò)電壓主要有以下緣由：當(dāng)大gd2（飛輪力矩）負(fù)載減速時(shí)變頻器減速時(shí)間設(shè)定過(guò)短；電機(jī)受外力影響（風(fēng)機(jī)、牽伸機(jī)）或位能負(fù)載（電梯、起重機(jī)）下放。由于這些緣由，使電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于變頻器的指令轉(zhuǎn)速，也就是說(shuō)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過(guò)了同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率為負(fù)，轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相反，其產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為阻礙旋轉(zhuǎn)方向的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際上處于發(fā)電狀態(tài)，負(fù)載的動(dòng)能被“再生”成為電能。再生能量經(jīng)逆變部續(xù)流二極管對(duì)變頻器直流儲(chǔ)能電容器充電，使直流母線(xiàn)電壓上升，這就是再生過(guò)電壓。

4、因再生過(guò)電壓的過(guò)程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與原轉(zhuǎn)矩相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此再生過(guò)電壓的過(guò)程也就是再生制動(dòng)的過(guò)程。換句話(huà)說(shuō)，消退了再生能量，也就提高了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。那么針對(duì)變頻器的這種過(guò)電壓現(xiàn)象，我們應(yīng)當(dāng)實(shí)行什么樣的的預(yù)防措施呢？由于過(guò)電壓產(chǎn)生的緣由不同，因而實(shí)行的對(duì)策也不相同。對(duì)于在停車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓現(xiàn)象，假如對(duì)停車(chē)時(shí)間或位置無(wú)特別要求，那么可以采納延長(zhǎng)變頻器減速時(shí)間或自由停車(chē)的方法來(lái)解決。所謂自由停車(chē)即變頻器將主開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi)，讓電機(jī)自由滑行停止。假如對(duì)停車(chē)時(shí)間或停車(chē)位置有肯定的要求，那么可以采納直流制動(dòng)（dc制動(dòng)）功能。直流制動(dòng)功能是將電機(jī)減速到肯定頻率后，在電機(jī)定子繞組中通入直流電，形成一個(gè)靜止的磁場(chǎng)。

5、電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割這個(gè)磁場(chǎng)而產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使負(fù)載的動(dòng)能變成電能以熱量的形式消耗于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，因此這種制動(dòng)又稱(chēng)作能耗制動(dòng)。在直流制動(dòng)的過(guò)程中實(shí)際上包含了再生制動(dòng)與能耗制動(dòng)兩個(gè)過(guò)程。這種制動(dòng)方法效率僅為再生制動(dòng)的30-60，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。由于將能量消耗于電機(jī)中會(huì)使電機(jī)過(guò)熱，（信息來(lái)源：）所以制動(dòng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。而且直流制動(dòng)開(kāi)頭頻率，制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)電壓的大小均為人工設(shè)定，不能依據(jù)再生電壓的凹凸自動(dòng)調(diào)整，因而直流制動(dòng)不能用于正常運(yùn)行中產(chǎn)生的過(guò)電壓，只能用于停車(chē)時(shí)的制動(dòng)。對(duì)于減速（從高速轉(zhuǎn)為低速，但不停車(chē)）時(shí)因負(fù)載的gd2（飛輪轉(zhuǎn)矩）過(guò)大而產(chǎn)生的過(guò)電壓，可以實(shí)行適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法來(lái)解決。其實(shí)這種

6、方法也是利用再生制動(dòng)原理，延長(zhǎng)減速時(shí)間只是掌握負(fù)載的再生電壓對(duì)變頻器的充電速度，使變頻器本身的20%的再生制動(dòng)力量得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用（包括位能下放）而使電機(jī)處于再生狀態(tài)的負(fù)載，因其正常運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)，再生能量過(guò)高無(wú)法由變頻器本身消耗掉，因此不行能采納直流制動(dòng)或延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法。再生制動(dòng)與直流制動(dòng)相比，具有較高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小可以跟據(jù)負(fù)載所需的制動(dòng)力矩（即再生能量的凹凸）由變頻器的制動(dòng)單元自動(dòng)掌握。因此再生制動(dòng)最適用于在正常工作過(guò)程中為負(fù)載供應(yīng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。再生制動(dòng)的方法：（1）能量消耗型：這種方法是在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過(guò)檢測(cè)直流母線(xiàn)電壓來(lái)掌握

7、一個(gè)功率管的通斷。在直流母線(xiàn)電壓上升至700v左右時(shí)，功率管導(dǎo)通，將再生能量通入電阻，以熱能的形式消耗掉，從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒(méi)能得到利用，因此屬于能量消耗型。同為能量消耗型，它與直流制動(dòng)的不同點(diǎn)是將能量消耗于電機(jī)之外的制動(dòng)電阻上，電機(jī)不會(huì)過(guò)熱，因而可以較頻繁的工作。（2）并聯(lián)直流母線(xiàn)汲取型：適用于多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)（如牽伸機(jī)），在這個(gè)系統(tǒng)中，每臺(tái)電機(jī)均需一臺(tái)變頻器，多臺(tái)變頻器共用一個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器，全部的逆變部并接在一條共用直流母線(xiàn)上。這種系統(tǒng)中往往有一臺(tái)或數(shù)臺(tái)電機(jī)正常工作于制動(dòng)狀態(tài)，處于制動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)被其它電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，產(chǎn)生再生能量，這些能量再通過(guò)并聯(lián)直流母線(xiàn)被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)所汲取。在不能完全汲取的狀況下，則通過(guò)共用的制動(dòng)電阻消耗掉。通過(guò)對(duì)上述常用溝通變頻器在調(diào)試、使用過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)電壓現(xiàn)