摘要：本文對變頻器出現過電壓與過電流的情況進行了全面分析，并針對性地提出了避免過壓過流所采取的措施，這些措施在實際應用中收到了良好的效果。 關鍵詞 ：變頻器；過電壓；過電流 ；原因；措施 0 前言 變頻器在調試與使用中，出現過電壓或過 電流的情況較為常見。這種情況一旦發生，輕則保護動作，使變頻器和整個調速系統停止運行，影響生產；重則損壞變頻器與系統設備。在長期的實際工作中，我們總結出了變頻器出現過壓過流的各種情況，通過分析，提出了相應的措施。這些措施在實際應用中收到了良好的效果 ，現介紹如下 ，供大家參考。 1 變頻器的過電壓 1．1 過電壓的情況分析 變頻器的過電壓是指由于某些原因使得變頻器的電 壓超過額定值，出現過電壓的情況有兩個方面的原因： 1．1．1 變頻器本身的問題。如使用環境差，電路板腐蝕 ，電壓控制通道被破壞；連接插件未插緊，不牢靠，使電壓反饋線接觸不 良；變頻器接地不良等等，使變頻器 過電壓。 1．1．2 負載使電機 出現再生制動。就實際工作情況來看 ，這種過電壓主要反映在變頻器整流輸 出的直流母線上，表現為直流電壓升高，這是過電壓中最常見的情況。變頻器一旦 出現這種過電壓，為防止內部電路損壞，其保護功能動作，雖然損壞變頻器的情況較少，但導致變頻器與整個調速系統停止運行，影響生產。 使直流母線上電壓升高的原因是再生電壓 ，當大 飛輪矩（GD 大）負載減速或停車時變頻器設定時間過短；或起重機的位能負載下放；或風機、牽伸機受外力影響等等，使電機的實際轉速高于變頻器的指令轉速，電機處于再生發 電制動狀態，負載的動能轉化為電能，并經逆變電路的續流二極管對變頻器直流母線上的儲能電容器充電，使直流母線電壓升高，出現再生過電壓。以常用的低壓變頻器為例，正常工作時變頻器整流電路整流后的直流電壓為三相全波整流的平均值即 U[sub]d[/sub]=1.35U[sub]L[/sub]=1.35×380=513V，出現再生過 電壓時，儲能電容器充電，當電壓升高到 760 V左右時，變頻器過電壓保護就動作。 1．2 采取的措施 1．2．1 變頻器本身問題引起的過電壓。主要出現在變頻器使用時間較長、使用環境較差的場合，采取的措施有二：一是做好防塵、防滴、防潮等方面的工作。如給變頻器做好防塵、防滴式的內安裝，保持電氣柜內上下通氣孔的暢通（如果通氣孔裝有金屬網，在上排氣孔處加裝排氣扇）；為防潮可在柜 內加裝除濕器或空調器 ；對于惡劣工作環境 ，變頻器可采用封閉式安裝 ，用外接的空調器進行換氣等，使變頻器電路不受環境腐蝕。二是加強 13常的檢查與維護 ，如變頻器運行時的溫度、濕度、振動等環境是否符合要求；變頻器的運行參數是否在規定的范圍內；變頻器、電動機、變壓器和電抗器是否過熱、變色、有異味等等。另外要保證變頻器接地良好、連接插件緊固可靠。 1．2．2 負載使 電機出現再生制動時的過電壓。采取的措施就是要消耗或吸收再生的電能（也可想辦法避免出現這種制動），具體方法要視具體情況而定。對于停車過程中產生的過電壓，如果對停車時間或停車位置無特殊要求，可采用延長變頻器設定的停車時間，就可解決問題；如果對停車時間或停車位置有一定的要求 ，可采用能耗制動的方法，此時電機定子繞組通人直流產生固定磁場，轉子繞組切割磁場發電，形成制動轉矩使電機停車，調整直流的大小就能改變制動轉矩的大小 ，實現準確停車。在制動過程中負載的動能轉變為電能 ，消耗在轉子電路中，避免了過電壓的產生。但 由于制動時消耗在轉子中的電能會使電機過熱 ，因此制動時間不能過長。 對于減速時因負載 GD 過大而產生的過電壓，可以采取適當延長變頻器設定的減速時間來解決；對于外力作用使電機處于再生制動狀態，這種制動是需要的，所產生的過電壓屬于正常運行狀態，為避免直流母線 電壓過高，可采用下面一些方法： a．在變頻器直流回路中并聯制動電阻。當直流母線電壓升高到設定值（常用低壓變頻器可設定為700 V左右）時，控制功率管導通，再生電能通過制動電阻消耗掉 ，從而避免直流電壓升高。由于能量是消耗在電機外面的制動電阻上，電機不會過熱，因此可以較長時間或較頻繁地工作 ； b．對于多電機傳動系統，多臺變頻器共用一個內側的整流器 ，所有逆變器并接在整流輸 出的共用母線上。當某臺電機工作在再生制動狀態 時，產生的再生電能通過并聯直流母線，被工作在電動狀態的其他電機所吸收，若不能完全吸收時，則通過共用的制動電阻消耗掉。這種情況下再生電能被部分或全部吸收 ，提高了整個傳動系統的效率； C．對于出現再生制動情況較多的場合，可使用能量回饋型的變頻器。這種變頻器網側的變流器是可逆的，當出現再生制動時，再生電能通過可逆變流器回饋給電網，使能量完全得到利用。這種方法使調速系統的效率更高 ，但對電源的穩定性要求較高，如果制動時突然停電，會發生逆變顛覆。 2 變頻器的過電流 2．1 過電流的情況分析 變頻器的過電流是指由于某些原因使得變頻器的電流超過額定值 ，出現過電流的情況也有兩個方面的原因： 2．1．1 變頻器外部的原因。具體有下面一些情況 ： a．電機拖動的負載突然變化，產生的沖擊電流過大； b．電機與動力 電纜的絕緣被破壞 ，出現匝間或相間對地短路 ，形成短路電流； C．變頻器輸出側裝有電力電容器或浪涌吸收裝置，容易造成輸出端的電流沖擊； d．速度反饋信號丟失或不正常（尤其裝有測速編碼器時），也引起過電流。 2．1．2 變頻器本身的問題引起過電流。大致有下面一些情況 ： a．電機加速時間設定太短 ，或 PID調節器中的比例（P）與積分（I）時間參數不合理，使超調過大，變頻器輸 出電流振蕩 ； b．電流互感器損壞，這時主回路送電、變頻器未起動就有電流顯示 ； C．主電路接口板電流檢測通道損壞，出現過流； d．電流反饋信號線接觸不良，會出現時有時無的過流現象。 2．2 采取的措施 2．2．1 對于變頻器外部原因引起的過 電流 ，采取的措施有 ： a．負載不穩定時，可采用 DTC模式，控制速度快（每隔25 m產生一組精確的轉矩和磁通的實際值， 經轉矩比較器與磁通比較器后優化脈沖選擇器 ，決定逆變器的最佳開關位置），能有效地抑制過電流； b．拆除變頻器輸出側的電力電容器或浪涌吸收裝置，用戶為提高功率因數可在輸入端并接適當的電容器； C．加強檢查與維護工作，保證電機與動力電纜的絕緣完好；保證速度反饋通道與反饋信號的完整。 2．2．2 對于變頻器本身問題引起的過 電流 ，采取的施有 ： a．適當延長變頻器 的設定加速時間 ，調整好 PID調節器的時間參數； b．加強檢查與維護工作，確保電流互感器的正常運行；注意防塵、防潮，維護好使用環境，不使電路接 口板腐蝕受損；緊固連接插件，使電流反饋信號線接觸良好等等。 參考文獻 ： [1] 張燕賓，等．實用變頻調速技術培訓教程[M]．北京：機械工業出版社，2003． [2] 胡崇岳．現代交流調速技術[M]．北京：機械工業出版社，2003．