试论通用变频器的保护功能

吴志强

（珠海水务环境控股集团沙美泵站，广东 珠海 519000）

试论通用变频器的保护功能

吴志强

（珠海水务环境控股集团沙美泵站，广东 珠海 519000）

随着社会经济的迅猛发展，人们物质生活水平明显提升，变频器在生产生活中得到了广泛应用。在大部分人的意识中，变频器的功能只是变频而已，实则不然，其还具有一定的保护功能。因此，对变频器进行正确使用，及时进行故障检测是十分必要的。以aftivar38变频器为例，对通用变频器中的过电保护、过压保护、过载保护等功能进行了分析。

通用变频器；保护功能；过流保护；维修工作

随着电子元器件的不断发展，变频器也得到了创新和优化，其在能源转换方面的可靠性也得到了提升。在工业、交通运输等领域中，变频器都发挥着不可替代的作用。由于其具有调速精度高、范围大等特点，在机械设备中应用还能够使产品质量得到提升。此外，变频器的保护功能也较为全面，能够为维修工作提供较大的便利。

1 过电保护

在变频器的使用过程中，一旦其输出侧发生短路或电动机堵塞等现象时，将会使变频器中产生较大的电流，对其内部半导体器件造成严重损害。因此，为了能够对经过的电流进行有效防御，在变频器中设置了过电保护电路。当电路中的电流超过标准数值时，其自身将会自动切断半导体器件，将电流输出，或对电动机当前的运行情况进行调整，使变频器中输出的电流数量减少。例如，当电动机的起动时间较短，且在此过程中将产生电流时，可以对起动时间进行重新设置。对于aftivar38变频器而言，当电流超过限定的范围时，允许变频器运行一段时间，且保证输出频率不发生改变。如果电机中的电流超过所限定额度的150%时，则会中止频率的上升，直至负荷电流恢复到150%，以此来避免电流断路现象的发生；当其中的电流小于150%时，应适当提升其频率。

2 过载保护

电动机能够正常运行，但负载电流与额定值相比来看远远超出，这种情况称之为过载。过载现象的基本特征为电流与额定值相比超出的幅度不大，通常不会产生具有较大冲击力的电流。

2.1 过载原因

过载原因主要包括变频负载过大、运行周期较短、运行时功率较低等，导致负荷增加。主要表现特征有以下几个：①电动机发热。从显示屏中能够看出电流负荷过大。②三相电压不平衡，由于三相电压的平衡状态遭到破坏，使得某相中的电流增加，进而产生过载跳闸现象，主要特征为电动机发热不够均衡，由于显示屏中只对一相电流进行显示，因此，难以采用数据读取的方式来判断。③误动作。由于变频器的内部发生了故障，使得电流信号增加，进而产生跳闸。

2.2 过载保护

在变频器的系统软件中，增加了电子热继电器保护功能，其能够进行反时限保护。主要工作原理为对逆变器中的输出电流在特定的时间段内实施积分处理，积分值能够充分体现出电动机发热积累效应。当分值超过一定额度后，逆变器中的保护功能将被开启。比如，将电动机中能够持续运行的电流额度设置为100%，则实际电流在小于等于100%的情况下，电动机可以连续运行。当实际电流超过100%时，则电动机的运行时间与电流之间成反比，即超出电流的数量越大，则运行的时间越短；反之，则越长。

3 电压保护

3.1 过电压保护

如果电源电压突然上升，或电动机的运行速度下降时，反馈能量难以在短时间内及时释放，此时，会使电动机中的再生电流数量增长，主电路直流电压的数值高于检测值，进而形成再生过电压。此外，利用SPWM方法进行调试的过程中，电路主要是采用系列脉冲的形式实施工作，由于在电路当中存在着绕组电感。当任何一个脉冲产生波动时，都会形成较大峰值的脉冲电压，当该电压附加到直流电压中，进而形成一种具有较强破坏能力的脉冲高压。对于上述几种现象，变频器将利用过电压保护功能来实现。

在电源电压上限的设定方面，通常要低于电网额定电压的10%，例如，电源线的电压值为380 V，则其上限的数值可以被设定为420 V。对于进口的变频器而言，其最高的电压数值能够达到460 V。对于降速过电压而言，可以利用暂缓减速的方式避免发生变频器跳闸现象。用户也可以设置限定值为U1，在降速时，直流电压U2的数值大于U1时，则暂时停止降速；当U2的数值小于U1时，则继续降速。对于脉冲过电压而言，可以采用吸收的方式解决，通常利用阻容吸收的方式进行。本文将重点对减速时变频器的过电压保护方式进行分析。

当电动机处于减速状态时，电动机将在变频器的影响下，将交流电向直流电进行转变，进而使直流电压数值升高。一旦电压数值超过限定范围，则可能会对电力半导体器件造成严重损害，甚至对变频器自身造成损坏。同时，当直流电压超过限定数值之后，直流电路将开始再生制动，电动机的速度继续降低；当直流电压超出限定数值后，电路消耗能量与电动机减速释放动能之间难以形成平衡状态，这将使得直流电压数值持续上升。对于此种状态，应立即停止变频器中的减速操作。一旦发生直流电压数值超过限定值的现象，则应在最短的时间内将输出电流切断，使电动机停止工作。如果减速的时间设置较短，则会导致直流过电压上升，这时可以将时间适当延长，以此来避免过电压事件的发生。

3.2 欠电压保护

在变频器中出现欠电压的主要原因有以下几个：①电源电压过低。主要表现为主电路中的电压已经远远低于检测值，或存在电源意外缺相的问题。②没有进行瞬停而再起动的变频器，出现瞬间停电情况。③电子元器件受到损坏，负载电流没有在短时间内得到补充，导致直流电中的电压数值下降，进而出现欠电压的情况。当变频器中出现欠电压现象时，使电动机中的电流持续增加。在新型变频器中，欠电压保护功能较为完善，最大欠电压范围能达到15 ms，即不超过15 ms时，变频器仍然处于正常运行的状态；如果超出15 ms，则变频器会停止输出。

4 结束语

综上所述，aftivar38变频器具有诸多优势，其运行时产生的噪声较小，且综合性能较高、功能较为全面、操作简单方便，在社会生产生活中都得到了广泛应用。但由于受到工作环境、使用周期以及人员操作水平等多方面的影响，在此运行过程中，也将会出现不同种类的故障。对此，应采取正确的措施，对变频器中存在的故障问题进行排除，使其能够恢复正常状态投入到生产当中。

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TM921.51

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.01.080

2095－6835（2018）01－0080－02

〔编辑：张思楠〕