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變頻器過電壓的原因及解決方法

  過電壓產生後,變頻器為了防止內部電路損壞,其過電壓保護功能將動作,使變頻器停止運行,導致設備無法正常工作。

  變頻器在調試與使用過程中經常會遇到各種各樣的問題,其中過電壓現象最為常見。

  過電壓產生後,變頻器為了防止內部電路損壞,其過電壓保護功能將動作,使變頻器停止運行,導致設備無法正常工作。因此必須采取措施消除過電壓,防止故障的發生。由於變頻器與電機的應用場合不同,產生過電壓的原因也不相同,所以應根據具體情況采取相應的對策。

  過電壓的產生與再生製動

  所謂變頻器的過電壓,是指由於種種原因造成的變頻器電壓超過額定電壓,集中表現在變頻器直流母線的直流電壓上。正常工作時,變頻器直流部電壓為三相全波整流後的平均值。若以380V線電壓計算,則平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。

  在過電壓發生時,直流母線上的儲能電容將被充電,當電壓上升至700V左右時,(因機型而異)變頻器過電壓保護動作。造成過電壓的原因主要有兩種:電源過電壓和再生過電壓。電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現在大部分變頻器的輸入電壓最高可達460V,因此,電源引起的過電壓極為少見。

  本文主要討論的問題是再生過電壓。產生再生過電壓主要有以下原因:當大GD2(飛輪力矩)負載減速時變頻器減速時間設定過短;電機受外力影響(風機、牽伸機)或位能負載(電梯、起重機)下放。由於這些原因,使電機實際轉速高於變頻器的指令轉速,也就是說,電機轉子轉速超過了同步轉速,這時電機的轉差率為負,轉子繞組切割旋轉磁場的方向與電動機狀態時相反,其產生的電磁轉矩為阻礙旋轉方向的製動轉矩。所以電動機實際上處於發電狀態,負載的動能被“再生”成為電能。

  再生能量經逆變部續流二極管對變頻器直流儲能電容器充電,使直流母線電壓上升,這就是再生過電壓。因再生過電壓的過程中產生的轉矩與原轉矩相反,為製動轉矩,因此再生過電壓的過程也就是再生製動的過程。換句話說,消除了再生能量,也就提高了製動轉矩。如果再生能量不大,因變頻器與電機本身具有20%的再生製動能力,這部分電能將被變頻器及電機消耗掉。若這部分能量超過了變頻器與電機的消耗能力,直流回路的電容將被過充電,變頻器的過電壓保護功能動作,使運行停止。為避免這種情況的發生,必須將這部分能量及時的處理掉,同時也提高了製動轉矩,這就是再生製動的目的。

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