變頻器過(guò)電壓?jiǎn)栴}的一般處理方法

常用的低壓變頻器屬于交－直－交變頻器，三相電源經(jīng)過(guò)整流器得到直流電，通過(guò)直流母線向逆變器供電。母線電壓在正常情況下，應(yīng)該約等于進(jìn)線電壓的1.35倍。?

為了保護(hù)變頻器，在母線電壓過(guò)高時(shí)，變頻器會(huì)報(bào)過(guò)壓故障，并封鎖逆變器的脈沖輸出。這是保護(hù)變頻器器件不受損壞的一個(gè)重要而且必要的方法。這個(gè)故障是不能被屏蔽的。?

變頻器內(nèi)部有母線電壓檢查機(jī)構(gòu)，當(dāng)母線電壓測(cè)量值高于某個(gè)閾值后，變頻器會(huì)報(bào)過(guò)壓故障。?

造成直流母線過(guò)電壓的原因有很多，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析。如果找對(duì)根源，然后對(duì)癥下藥，一般都可以解決。?

1、首先是來(lái)自進(jìn)線電壓的影響。?

如果電網(wǎng)質(zhì)量不好，有瞬間高電壓出現(xiàn)，那勢(shì)必會(huì)造成母線電壓過(guò)高。偶爾出現(xiàn)的瞬間的電壓尖峰很難捕捉到，這為故障的診斷增加了難度。如果用示波器或電能質(zhì)量分析儀捕捉到進(jìn)線電壓的閃變，確認(rèn)電網(wǎng)存在電壓尖峰的話，那么可以在變頻器進(jìn)線端安裝電壓尖峰吸收裝置以保護(hù)變頻器。?

在打雷時(shí)，也可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生瞬時(shí)影響，也可能會(huì)造成變頻器的過(guò)電壓故障。不過(guò)打雷也是很偶然的事件，不會(huì)一直困擾變頻器的運(yùn)行。不過(guò)安全起見(jiàn)，工廠應(yīng)該有防雷措施。?

2、其次是來(lái)自輸出端的影響，即逆變器側(cè)。?

在電機(jī)制動(dòng)（即減速）時(shí)，電機(jī)和負(fù)載的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出來(lái)的電在直流母線上累積，造成母線電壓越來(lái)越高。如果電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)慣性大，而制動(dòng)時(shí)間短，那么制動(dòng)功率很大。產(chǎn)生的電能在變頻器內(nèi)不斷累積，來(lái)不及釋放，很容易造成直流母線過(guò)電壓。針對(duì)這種不可避免的情況，變頻器設(shè)計(jì)了很多功能來(lái)應(yīng)對(duì)。一般的處理方法有：?

在工藝要求范圍內(nèi)，延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間。?

在停車過(guò)程中，使能Vdmax控制器，自動(dòng)延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間???使用合適的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻（這個(gè)是要花錢的）?

使用四象限工作的整流器，比如基于AFE、F3E原理的整流器?

如果使用了PID技術(shù)控制器，注意降低系統(tǒng)響應(yīng)，減P加I，延長(zhǎng)濾波時(shí)間?

3、最后是硬件問(wèn)題。?

如果變頻器內(nèi)部的電壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)工作不正常，或者CPU處理機(jī)制出了問(wèn)題，這些都不是設(shè)參數(shù)就能解決的，需要報(bào)修。如果是外部機(jī)械問(wèn)題，比如安裝偏心等，這也是要盡量避免的。

變頻器過(guò)電壓大概是哪個(gè)部分故障？

大家在處理變頻器故障問(wèn)題時(shí)經(jīng)常遇到變頻器過(guò)電壓保護(hù)這種問(wèn)題，所謂變頻器的過(guò)電壓，是指變頻器電壓超過(guò)額定電壓，變頻器過(guò)電壓保護(hù)就是由于變頻器過(guò)電壓而產(chǎn)生的。

由于工作關(guān)系，身為維修電工有時(shí)需要對(duì)企業(yè)所用近幾十臺(tái)各種品牌和規(guī)格的變頻器展開(kāi)維修。在多年的維修工作經(jīng)歷中，遭遇過(guò)比較棘手和故障現(xiàn)象較為奇特的案例不下十余次，為了能與廣大同行相互交流切磋共同提高，本人將這些故障案例分享出來(lái)，希望大家能暢所欲言。此番帶來(lái)的故障案例，可是折騰了本人許久，并且險(xiǎn)些導(dǎo)致誤判。

話說(shuō)幾天前，本人所在企業(yè)一設(shè)備所用75KW日立L300P型變頻器，在運(yùn)行過(guò)程中報(bào)出“E16.1”故障代碼。當(dāng)筆者前往處置時(shí)，考慮到故障代碼含義為“電源電壓過(guò)低”，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本人將變頻器做斷電再通電操作（注意操作間隔時(shí)間應(yīng)＞3分鐘）。經(jīng)過(guò)斷電復(fù)位后，變頻器各種顯示、指示恢復(fù)正常。隨后本人按照流程對(duì)變頻器三相電源展開(kāi)檢測(cè)，經(jīng)查三相電壓均在正常范圍之內(nèi)。

考慮到故障有偶發(fā)的可能性，隨即本人按下“RUN”按鍵，使變頻器啟動(dòng)運(yùn)行。在正常運(yùn)行約一刻鐘后，變頻器再次報(bào)出同樣的故障代碼并停機(jī)！此時(shí)立即檢測(cè)變頻器電源端電壓，可結(jié)果仍然穩(wěn)定在正常范圍之內(nèi)！

根據(jù)上述情況，不禁想起引發(fā)變頻器該故障的5大原因：

①電源輸入端電壓低于正常值（經(jīng)過(guò)兩次檢測(cè)，這種故障原因被排除）；

②、直流母線儲(chǔ)能電容發(fā)生失容故障（由于該變頻器投入使用不足兩年，故這種可能性較?。?；

③、針對(duì)電源電壓采樣、比較回路當(dāng)中的元件發(fā)生質(zhì)變（筆者推測(cè)這部分原因較大）；

④、緩充接觸器觸點(diǎn)閉合不良（考慮到使用時(shí)間不久以及該機(jī)平時(shí)極少斷電操作，故這種情況本人也認(rèn)為可能性不大）；

⑤、變頻器主控板當(dāng)中MCU程序軟件類故障（不過(guò)這種損壞概率極低）。

正當(dāng)我著手準(zhǔn)備對(duì)故障變頻器進(jìn)行拆機(jī)做近一步檢測(cè)時(shí)，本人突然意識(shí)到好像忽視了一個(gè)重要的檢測(cè)步驟——前面針對(duì)變頻器電源輸入端的電壓測(cè)量，只是在靜態(tài)停機(jī)和故障發(fā)生后進(jìn)行的，而忽略了運(yùn)行過(guò)程中三相電源電壓的監(jiān)測(cè)！有鑒于此，筆者搬來(lái)自己制作的三相電壓獨(dú)門監(jiān)測(cè)利器：使用6支100W220V白熾燈燈泡，采用兩相間串入2支白熾燈燈泡的方法，對(duì)三相電源展開(kāi)監(jiān)測(cè)（至于使用三塊萬(wàn)用表或電壓表的方法，我自認(rèn)為一來(lái)不夠經(jīng)濟(jì)，二來(lái)不如白熾燈燈泡來(lái)的直觀明顯）。準(zhǔn)備就緒后，本人再次合閘送電啟動(dòng)變頻器。大約過(guò)了無(wú)法約有6、7分鐘的樣子，接在R、T；T、S兩路的燈泡突然開(kāi)始閃爍，伴隨著兩路燈泡瞬間熄滅并再次復(fù)明（中間過(guò)程極短約有2秒鐘的樣子），變頻器報(bào)出故障代碼并停機(jī)！

通過(guò)上面的故障現(xiàn)象，大家不難發(fā)現(xiàn)變頻器三相電源端的T相出現(xiàn)了瞬時(shí)缺相或虛接故障。近一步檢查后，引發(fā)此次變頻器報(bào)“欠壓”故障的元兇被揪了出來(lái)——變頻器所用三相電源空氣斷路器當(dāng)中一相動(dòng)觸點(diǎn)（輸出至變頻器電源T相）鎖緊壓力彈簧的螺母發(fā)生松動(dòng)，從而導(dǎo)致動(dòng)靜觸點(diǎn)間閉合不良，以致引發(fā)此次故障。

經(jīng)過(guò)以上案例，本人在網(wǎng)上翻閱出一些變頻器過(guò)電壓的處理方法，希望對(duì)大家有所幫助！

變頻器過(guò)電壓的防護(hù)措施根據(jù)變頻器過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同而不同。

（1）對(duì)于變頻器移相變壓器的分?jǐn)噙^(guò)電壓，采用阻容吸收網(wǎng)絡(luò)和氧化鋅避雷器組成過(guò)電壓吸收回路，取得較好效果。

（2）對(duì)于變壓器帶負(fù)載合閘產(chǎn)生的過(guò)電壓，可以選用周期性能好的開(kāi)關(guān)（開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期操作后會(huì)出現(xiàn)不同期）；采用良好的阻容吸收回路或者有源抑制器技術(shù)方案；采用帶靜電屏蔽措施的變壓器，也可以有效地抑制合閘過(guò)電壓。但是大功率變壓器在制作靜電屏蔽層的難度將是相當(dāng)大的。

（3）對(duì)整流元件換向產(chǎn)生的過(guò)電壓，注意點(diǎn)是：整流元件的反向耐壓值要足夠，其次就是吸收回路和續(xù)流回路必須措施得當(dāng)。否則整流器件就有可能被過(guò)電壓擊穿。

（4）由于變頻器工作時(shí)的過(guò)電壓基本上是變壓器分閘合閘時(shí)產(chǎn)生，因此應(yīng)該從變壓器開(kāi)始想辦法抑制變頻器的過(guò)電壓。可以采用：

①加大變壓器勵(lì)磁電感和對(duì)地電容，加大勵(lì)磁電感即減小空載電流，這都會(huì)引起變壓器成本的增加。

②加大變壓器對(duì)地電容：原理上容易分析，但是實(shí)際上由于變壓器本身的結(jié)構(gòu)和材料限制，要想做出任意絕緣方式或絕緣等級(jí)高的變壓器是不太可能的，因此要想較大地增加變壓器的對(duì)地電容C也是相當(dāng)困難的。