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变频器的故障处理实例及注意事项

文章来源:中国工业电器网 作者:未知 点击:次 时间:2012/10/17 14:04:22 转载:

    因变频器和交流电机组成的交流调速系统具有的优良的调速性能,在其应用范围不断扩展的同时,也会使我们在工作中遇到各种原因造成的故障,借助于变频器完善的保护功能,并通过积累经验来提高处理变频器故障的能力,会明显地缩短设备的热停工时间并对在旧系统的改造、新项目的应用中应注意的事项提供有益的参考。下面对数例变频器故障原因的分析仅代表个人意见,供大家参考。

    1 变频器调速的基本工作原理

    根据电机转速的公式

    n=n1(1-s)(1)

    N1=60f/p(2)

    式中:n-电机转速;n1-电机的同步转速;s-滑差;f-旋转磁场频率;P-电机极对数

    可知改变电机转速的方法有改变滑差s、改变旋转磁场频率f、改变电机极对数p三种。

    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成电压、频率都可调的交流电源。是由由主电路和控制带电路组成的。主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分,变频器的主电路分为两类,其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波部分是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波部分是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的整流部分,吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分,将直流功率变换为交流功率的逆变部分。控制电路是给主电路提供控制信号的回路,它有决定频率和电压的运算电路,检测主电路数值的电压、电流检测电路,检测电动机速度的的速度检测电路,将运算电路的控制信号放大的驱动电路,以及对逆变器和电动机进行保护的保护电路组成。

    现在大多数的变频器基本都采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制),将工频交流电源通过整流器转换为直流电源,再把直流电源转换成近似于正弦波可控的交流电以供给电动机。以图1为例简单说明一下变频器的工作原理。

    三相交流电经过VD1~VD6整流后,正极经过RL,RL在这里是防止电流忽然变大。经过RL电流趋于稳定,晶闸管触点会导通。之后直流电压加在了滤波电容CF1、CF2上,这两个电容的作用是让直流电波形变得更加平滑。之所以是两个电容是由于一个电容的耐压有限,所以用两个电容串联起来使用。均压电阻R1、R2是让CF1和CF2上的电压一样,两个电容的容量不同的话,分压就会不同,所以各并联了一个均压电阻。而中间的放电回路作用则是释放掉感性负载启动或停止时的反电势,用来保护逆变管V1~V6和整流管VD1~VD6。直流母线电压加到V1~V6六个IGBT上,基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。

[$page]    2  变频器故障实例的处理

    (1) AEG Multiverter122/150-400变频器在启动时直流回路过压跳闸
这台变频器并非每次启动都会过压跳闸。检查时发现变频器在上电但没有合闸信号时,直流回路电压即达360V,该型变频器直流回路的正极串接1台接触器,在有合闸信号时经过预充电过程后吸合,故怀疑预充电回路IGBT性能不良,断开预充电回路IGBT,情况依旧。用万用表检查变频器输出端时其对地阻值很小,查至现场发现电机接线盒被水淋湿,干燥处理后,变频器工作正常。
    由于电机接线盒被水淋湿,直流回路负极的对地漏电流经接线盒及变频器逆变器中的续流二极管给直流回路的电容充电,这种情况合闸通常理解应该为过流跳闸而实际为过压跳闸。本人认为,启动时变频器输出电压和频率是逐渐上升的,电机被水淋湿后,会造成输出电流的变化率很高,从而引起直流回路过压。
    (2) 控制辊道电机的AEG  Maxiverter-170/380变频器出现速度反馈值大于速度设定值经观察发现:
    a) 在轧钢过程中不存在这种情况,当钢离开辊道后,才出现这种情况;
    b) 当速度反馈值大于速度设定值时,直流回路电压为额定电压的125%,超过115%的极限设定值;
    c) 变频器的进线电压已超过上限;
    在轧钢过程中,该变频器控制的辊道电机将升速,当钢离开辊道后辊道电机速度降至原来的速度,因这台变频器未装设制动装置,减速时是通过电压调节器限制制动电流以保持直流回路电压不超过115%的极限设定值(缺省值),因进线电压过高,直流回路电压超过了设定的极限值,在减速时电压调节器起作用,造成制动电流很小,电机转速降不下来,而在轧钢时,电网的负载加重,直

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