摘要： è®Šé »å™¨éŽé›»å£“主要是由于變頻器輸出轉動慣量太大，導致電動機進入發(fā)電狀態(tài)（相當于發(fā)電機），這時就會造成變頻器過電壓。由于變頻器與電機的應用場合不同，產(chÇŽn)生過電壓的原因也不同。本文闡述了鋼管傳動線變頻器的一次故障分析與處理。

關鍵詞：變頻器；過電壓報警；鋼管傳送線

1 é‹¼ç®¡å‚³å‹•ç·šç°¡ä»‹

      我公司有一防腐分廠，專門用于輸油輸氣等鋼質管道的內外防腐。車間內有多條運輸鋼管用傳動線， ä¸»è¦å‚³å‹•æ–¹å¼ç‚ºå…©æŽ’實心輪胎使鋼管螺旋式前進，一排作為主動輪由三相異步電機驅動，另一排作為從動輪。如圖1所示：

圖1

1 é‹¼ç®¡å‚³å‹•ç·šè®Šé »å™¨éŽé›»å£“報警帶來的損失

      變頻器過電壓主要是指中間直流回路過電壓，其引起的危害諸多。例如引起電動機磁路飽和、損害電動機絕緣、對中間直流回路濾波電容器壽命產(chÇŽn)生直接影響等。所以一般變頻器廠家將中間直流回路過電壓值進行限定，一旦電壓超過限定值，變頻器便產(chÇŽn)生過電壓報警。但是對于一個連續(xù)生產(chÇŽn)的防腐生產(chÇŽn)線來講，一次的過電壓報警的損失是十分嚴重的。變頻器報警會導致整條生產(chÇŽn)線的停車，進而造成廢品。重新開車浪費大量原材料（工藝要求），造成的廢品需要扒去原有防腐層再重新進入生產(chÇŽn)程序，處理這樣的一根防腐管的費用為幾千元。

2 è®Šé »å™¨éŽé›»å£“原因

一般情況下變頻器過電壓主要原因來自以下兩個方面

1) ä¾†è‡ªé›»æºè¼¸å…¥å´çš„過電壓

      正常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%~+10%，經(jÄ«ng)三相橋式全波整波后中間直流的峰值為590V，個別情況下的電源電壓達到450V，其峰值電壓也只有630V，并不算很高，一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側的過電壓主要是指電源側的沖擊過高，如雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等，主要特點是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。

2）來自負載側的過電壓

       主要是指由于某種原因使電動機處于再生發(fā)電狀態(tài)，即電機處于的實際轉速比變頻器頻率設定的同步轉速高的狀態(tài)，負載在傳動系統(tÇ’ng)中所儲存的機械能經(jÄ«ng)電機轉換成電能，通過逆變器的6個續(xù)流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)，如果變頻器中沒有采取消耗這些能量的措施，這些能量將會導致中間直流回路的電容器的電壓上升。達到限定值即跳閘保護。

4 æ•…障現(xiàn)象

      車間內其中有一條鋼管傳動線由三臺變頻器驅動三臺交流電機控制，三臺變頻器的頻率由一個電位器聯(lián)動控制亦可由三個電位器單動控制(如圖2所示)，通常生產(chÇŽn)時使用一個電位器聯(lián)動控制，便于頻率調節(jié)。某日，一臺維修過的變頻器投入使用后，操作人員反映傳動線頻繁故障報警。維修人員到現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)有一臺變頻器顯示主回路過電壓報警故障，根據(jù)以往經(jÄ«ng)驗一般是在鋼管加速時由于人為操作失誤,未及時松開加速按鍵，造成加速中的鋼管頂?shù)角懊嬲Ｋ俣冗\行的鋼管，致使前面的鋼管及傳動輪被加速運行（我們稱之為頂管現(xiàn)象），電機產(chÇŽn)生反饋電壓造成變頻器過電壓報警，即上述變頻器過電壓原因中的來自負載側的過電壓報警。維修人員在現(xiàn)場核實發(fā)現(xiàn)并非人為原因造成。

圖2

5 故障查找、分析與處理

      讓操作人員操作，維修人員監(jiān)視故障變頻器，發(fā)現(xiàn)其它兩臺變頻器運行在24Hz時，故障變頻器卻運行在22Hz。由此分析故障原因，定是由于一根鋼管在穿越兩個不同頻率段的傳動線時，致使頻率較慢的變頻器過電壓報警。在查看故障變頻器的參數(shù)后，發(fā)現(xiàn)此變頻器的參數(shù)與其它正常工作的變頻器參數(shù)完全一樣。同樣型號的變頻器、同樣的參數(shù)、同一個電位器調節(jié)，卻調節(jié)出了不同的頻率。分析應是由于維修后的出廠設置有偏差或硬件問題導致信號輸出偏差。但在為保生產(chÇŽn)又無備件的情況下，只能試圖其它方法以最快的時間進行處理。

      技術人員嘗試用參數(shù)調節(jié)使故障變頻器達到正常運行頻率。首先在看到故障變頻器正常運行時較其它兩臺變頻器少2Hz的情況下，通過計算調節(jié)偏置參數(shù)增加4%，預想問題可以得已解決。但在試運行的時候發(fā)現(xiàn)，故障變頻器的v/f曲線與其它兩臺變頻的v/f曲線出現(xiàn)了交叉點（如圖3所示）。當變頻器運行在20Hz時，三臺變頻器的頻率是一致的。當?shù)陀?0Hz時，故障變頻器略高于其實它兩臺變頻器的頻率。當高于20Hz時，故障變頻器開始低于其它兩臺變頻器的運行頻率。由此判斷，并非是故障變頻器的偏置出現(xiàn)問題，而v/f曲線的斜率較正常v/f曲線出現(xiàn)負偏差(如圖4所示)。技術人員調整故障變頻器的增益參數(shù)，通過多次調試，將故障變頻器的增益參數(shù)鎖在110%（其它兩臺變頻器增益參數(shù)為出廠設置值—100%），此時故障變頻器的v/f曲線斜率與其它兩臺變頻器的v/f曲線斜率恰好相同。試運行，一切正常，生產(chÇŽn)得已恢復。

                    åœ–3                                        åœ–4

6 å°çµ

      經(jÄ«ng)過長期實踐總結，鋼管傳動線變頻器過電壓故障主要有以下原因造成：

      1) äººç‚ºæ“ä½œå¤±èª¤ï¼šåœ¨é‹¼ç®¡åŠ é€Ÿæ™‚由于操作失誤未及時松開加速按鍵，造成加速中的鋼管頂?shù)角懊嬲Ｋ俣冗\行的鋼管，致使前面的鋼管及傳動輪被加速運行，電機產(chÇŽn)生反饋電壓造成變頻器過電壓報警。

      2) å‚³å‹•ç·šèžºè·å·®ç•°è¼ƒå¤§ï¼šå³ä¸åŒä½ç½®å¯¦å¿ƒè¼ªèƒŽçš„旋轉角度相差過大，造成鋼管行進速度不一致。在較高速度生產(chÇŽn)的情況下，靠改變電機頻率來實現(xiàn)追管已不能滿足連續(xù)生產(chÇŽn)需求時，調整生產(chÇŽn)線時員工會人為增加追管處實心輪胎的角度來增加鋼管的前進螺距(鋼管旋轉一圈所行進的距離)，但如果調整過大或不合適時亦會造成頂管現(xiàn)象。

      3) è®Šé »å™¨è‡ªèº«åŽŸå› ï¼šå¦‚文中所述。

      4) ç†è«–上還有一種為來自輸入側的過電壓報警，但在實際處理問題中并不多見。