浅析变频器的过流故障及对策

2011-01-05李山虎

同煤科技 2011年4期

关键词：降速过流变频器

李山虎

浅析变频器的过流故障及对策

李山虎

通过对变频器的过流故障进行理论综合分析，提出了相应的解决对策。

变频器；频率；过流故障

0 引言

变频器是利用电力半导体器件的通断作用，把电压、频率固定不变的交流电变换成电压、频率都可调的交流电源。变频器的基本结构如图1所示。由于使用方便，可靠性高且经济效益显著，使其在煤炭行业得到广泛推广及应用。在实际生产中，如果变频器过流故障造成跳闸的现象经常发生，那么势必会影响到煤炭生产的正常进行。本文通过对变频器的过流故障进行理论综合分析，进而提出相应的解决策略，希望对提高煤炭生产能力，降低事故率具有实际的意义。

1 变频器过电流跳闸故障

变频器的过电流跳闸一般分为变频器短路故障、变频器运行过程中跳闸和变频器升、降速过程中跳闸3种情况。

1.1 短路故障

短路故障有如下特点：

①首次跳闸有可能会在运行过程中发生，复位后再启动则往往一升速就跳闸。

②强大的冲击电流。目前大多数变频器已经能够进行保护跳闸从而不会损坏。其冲击电流的大小也由于保护跳闸十分迅速难以观察。

1.2 运行过程中跳闸

1.2.1 轻载过电流

负载很轻却过电流跳闸是变频调速所特有的现象。在V/F控制模式下存在着一个十分突出的问题，即运行过程中电动机磁路系统的不稳定性。其基本原因在于：电动机在低频运行时，为了能带动较重的负载需要进行转矩补偿，即提高V/F比，也叫转矩提升，因而导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。

1.2.2 重载过电流

有些生产机械在运行过程中负荷突然加重甚至“卡住”，电动机的转速大幅下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，因此导致过电流跳闸。

1.3 升速或降速中过电流

这种现象是由于升速或降速过快引起的。

2 变频器过电流常见故障及解决策略

基于变频器过流故障的三大原因，并结合多年来在实践中学习和积累的相关型号变频器的故障维修及日常维护的经验，提出变频器过电流常见故障及解决策略。

2.1 通电后变频器立即报警

这种现象一般不能复位。主要存在的原因有驱动电路损坏、模块损坏、电流检测电路损坏。

检查驱动电路是否有问题：要在断电时比较一下各路触发端电阻是否一致，若通电开机也可观察测量触发端的电压波形。

如果变频器一上电就报警而电压又显示正常或者空载也一样报警，一般这种情况就是IGBT模块坏了，严重时驱动板也坏了。更换IGBT时，一定要仔细检查驱动板是否有坏的地方。一般可以先量下IGBT管子是否坏掉，然后看看主控板的光耦是否有坏的地方。

每个厂家的电流检测电路做得都不一样，但大体上结构差不多。一般就是在输出上设有专门的电流互感器，检测输出电流的大小，然后把这个信号通过运放，放大后给主板上的单片机来处理。电流互感器所需的电源都是正负15 V，而这个线路上所用到的运放集成电路一般是324，074，339，358等。如果是这个电流检测线路上的某个元器件出了问题，就容易出现这个过流故障。

2.2 重新启动后一升速就跳闸

这是过电流十分严重的现象。分析其主要原因有轻载过电流、重载过电流、接触器开路、逆变模块损坏、升速或降速过快等。

对于低频轻载过电流，通常可以采用反复调整V/F比的方法。

对于因负载过重引起的过电流，一般首先要了解机械本身是否有故障，从而优先处理机械故障。若这种过载在生产过程中经常出现，则应考虑加大电动机和负载之间的传动比。适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，因而避免出现带不动的情况。若无法加大传动比，则可从增大电动机和变频器的容量这方面着手进行。

由于接触器开路导致电流过大的故障情况一般是在不升速时正常，加速时就报警且能手动复位。若重新送电还未听到内部继电器吸合的声音，则考虑为与充电电阻并联的接触器KM1短路导致电流过大引起（见图2）。用万用表测KM1线圈两端电压正常且停电检测线圈直流电阻为无穷大。当换上新线圈后上电试车就一切正常了。

对于升速或降速过快引起的过流故障，可采取延长升 (降)速时间和准确预置升 (降)速自处理 (防失速)功能来解决。

3 变频器的日常维护

变频器的科技含量较高，要求维护人员应该具有一定的电工常识。在对变频器进行日常维护之前必须保证设备总电源全部切断，而且要根据变频器的功率在变频器灯完全熄灭的5 min～30 min后进行。要注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，还要定期清除变频器内部的灰尘等。通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。