變頻器的保護(hù)功能及故障處理-鄭州變頻器維修
發(fā)布時(shí)間：2019-08-02 10:05:35來(lái)源：
變頻器的保護(hù)功能及故障處理-鄭州變頻器維修
變頻器中過(guò)電流保護(hù)的對(duì)象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過(guò)了過(guò)電流檢測(cè)值(約額定電流的200％)，變頻器顯示OC表示過(guò)電流，由于逆變器件的過(guò)載能力較差,所以變頻器的過(guò)電流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán)。
2.1過(guò)電流原因分析
過(guò)流故障可分為加速、減速、恒速過(guò)電流。其可能是由于變頻器的加減速時(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時(shí)一般可通過(guò)延長(zhǎng)加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行檢查等來(lái)解決。如果斷開(kāi)負(fù)載變頻器還是過(guò)流故障，說(shuō)明變頻器逆變電路已壞，需要更換變頻器。根據(jù)變頻器顯示，可從以下幾方面尋找原因:
（1）工作中過(guò)電流，即拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流。其原因大致有以下幾方面:
●一是電動(dòng)機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,引起電動(dòng)機(jī)電流的突然增加;
●二是變頻器輸出側(cè)發(fā)生短路，如輸出端到電動(dòng)機(jī)之間的連接線(xiàn)發(fā)生相互短路,或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等、接地（電機(jī)燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引起的接觸、接地等）;
●三是變頻器自身工作不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在不斷交替的工作過(guò)程中出現(xiàn)異常。如環(huán)境溫度過(guò)高，或逆變器元器件本身老化等原因，使逆變器的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過(guò)程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來(lái)得及關(guān)斷，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的“直通”，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。
（2）升速、降速時(shí)過(guò)電流:當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而升速時(shí)間或降速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí)，也會(huì)引起過(guò)電流。在升速過(guò)程中，變頻器工作頻率上升太快，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大;在降速過(guò)程中，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時(shí)同樣可以使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線(xiàn)的速度太大而產(chǎn)生過(guò)電流。
2.2處理方法
（1）起動(dòng)時(shí)一升速就跳閘，這是過(guò)電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象，主要檢查:
●工作機(jī)械有沒(méi)有卡住;
●負(fù)載側(cè)有沒(méi)有短路,用兆歐表檢查對(duì)地有沒(méi)有短路;
●變頻器功率模塊有沒(méi)有損壞;
●電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)小，拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來(lái)。
（2）起動(dòng)時(shí)不馬上跳閘，而在運(yùn)行過(guò)程中跳閘，主要檢查:
●升速時(shí)間設(shè)定太短，加長(zhǎng)加速時(shí)間;
●減速時(shí)間設(shè)定太短，加長(zhǎng)減速時(shí)間;
●轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償（U/f比）設(shè)定太大，引起低頻時(shí)空載電流過(guò)大;
●電子熱繼電器整定不當(dāng)，動(dòng)作電流設(shè)定得太小，引起變頻器誤動(dòng)作。
電動(dòng)機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)，但運(yùn)行電流超過(guò)了額定值，稱(chēng)為過(guò)載。過(guò)載的基本反映是:電流雖然超過(guò)了額定值，但超過(guò)的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流。輸出電流超過(guò)反時(shí)限特性過(guò)載電流額定值，保護(hù)功能動(dòng)作，變頻器的容量偏小。
3.1過(guò)載的主要原因
（1）機(jī)械負(fù)荷過(guò)重:負(fù)荷過(guò)重的主要特征是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，并可從顯示屏上讀取運(yùn)行電流來(lái)發(fā)現(xiàn)。主要原因是變頻器負(fù)載太大，加減速時(shí)間、運(yùn)行周期時(shí)間太短;V/F特性的電壓太高;變頻器功率太小。
（2）三相電壓不平衡:引起某相的運(yùn)行電流過(guò)大，導(dǎo)致過(guò)載跳閘，其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱不均衡，從顯示屏上讀取運(yùn)行電流時(shí)不一定能發(fā)現(xiàn)(因顯示屏只顯示一相電流)。
（3）誤動(dòng)作:變頻器內(nèi)部的電流檢測(cè)部分發(fā)生故障，檢測(cè)出的電流信號(hào)偏大，導(dǎo)致跳閘。
3.2檢查方法
（1）檢查電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱
如果電動(dòng)機(jī)的溫升不高，則首先應(yīng)檢查負(fù)載的大小，加減速時(shí)間，運(yùn)行周期時(shí)間設(shè)置是否合理，并修正V/F特性，檢查變頻器的電子熱保護(hù)功能預(yù)置得是否合理，如變頻器尚有余量，則應(yīng)放寬電子熱保護(hù)功能的預(yù)置值;如變頻器的允許電流已經(jīng)沒(méi)有余量，不能再放寬，且根據(jù)生產(chǎn)工藝，所出現(xiàn)的過(guò)載屬于正常過(guò)載，則說(shuō)明變頻器的選擇不當(dāng)，應(yīng)加大變頻器的容量，更換變頻器。這是因?yàn)椋妱?dòng)機(jī)在拖動(dòng)變動(dòng)負(fù)載或斷續(xù)負(fù)載時(shí)，只要溫升不超過(guò)額定值，是允許短時(shí)間(幾分鐘，甚或幾十分鐘)過(guò)載的，而變頻器則不允許。如果電動(dòng)機(jī)的溫升過(guò)高，而所出現(xiàn)的過(guò)載又屬于正常過(guò)載，則說(shuō)明是電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過(guò)重。這時(shí)，首先應(yīng)考慮能否適當(dāng)加大傳動(dòng)比，以減輕電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)荷。如能夠加大，則加大傳動(dòng)比;如果傳動(dòng)比無(wú)法加大，則應(yīng)加大電動(dòng)機(jī)的容量。
（2）檢查電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓是否平衡
若電動(dòng)機(jī)側(cè)的三相電壓不平衡，則應(yīng)再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如不平衡，問(wèn)題在變頻器內(nèi)部，應(yīng)檢查變頻器的逆變模塊及其驅(qū)動(dòng)電路;如變頻器輸出端的電壓平衡，則問(wèn)題出現(xiàn)在從變頻器到電動(dòng)機(jī)之間的線(xiàn)路上，應(yīng)檢查所有接線(xiàn)端的螺釘是否都已緊固，如果在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間有接觸器或其他電器，則還應(yīng)檢查有關(guān)電器的接線(xiàn)端是否都已緊固，以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。
如果電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓平衡，則應(yīng)了解跳閘時(shí)的工作頻率:如工作頻率較低，又未用矢量控制(或無(wú)矢量控制)，則首先降低Ｕ/ｆ比，如降低后仍能帶動(dòng)負(fù)載，則說(shuō)明原來(lái)預(yù)置的Ｕ/ｆ比過(guò)高，勵(lì)磁電流的峰值偏大，可通過(guò)降低Ｕ/ｆ比來(lái)減小電流;如果降低后帶不動(dòng)負(fù)載了，則應(yīng)考慮加大變頻器的容量;如果變頻器具有矢量控制功能，則應(yīng)采用矢量控制方式。
（3）檢查是否誤動(dòng)作
經(jīng)過(guò)以上檢查，均未找到原因時(shí)，應(yīng)檢查是不是誤動(dòng)作。判斷的方法是在輕載或空載的情況下，用電流表測(cè)量變頻器的輸出電流，與顯示屏上顯示的運(yùn)行電流值進(jìn)行比較，如果顯示屏顯示的電流讀數(shù)比實(shí)際測(cè)量的電流大得較多，則說(shuō)明變頻器內(nèi)部的電流測(cè)量部分誤差較大，“過(guò)載”跳閘有可能是誤動(dòng)作。
欠壓也是我們?cè)谑褂弥薪?jīng)常碰到的問(wèn)題。電源電壓降低后，主電路直流電壓若降到欠電壓檢測(cè)值以下，保護(hù)功能動(dòng)作。另外，電壓若降到不能維持變頻器控制電路的工作，則全部保護(hù)功能自動(dòng)復(fù)位（檢測(cè)值:DC400V）。當(dāng)出現(xiàn)欠壓故障時(shí)，首先應(yīng)該檢查輸入電源是否缺相，假如輸入電源沒(méi)有問(wèn)題，就要檢查整流回路是否有問(wèn)題，假如都沒(méi)有問(wèn)題，那就要看直流檢測(cè)電路上是否有問(wèn)題了。如果因?yàn)橹骰芈冯妷禾?380V系列低于400V)，主要原因是整流橋某一路損壞或晶閘管三相電路中有一相工作不正常，都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路斷路器、接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線(xiàn)電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓。電壓檢測(cè)電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓?jiǎn)栴},由于變頻器故障或噪聲引起的誤動(dòng)作等造成主電路直流端（P、N之間）超過(guò)了檢測(cè)值，這就需與制造商聯(lián)系。
來(lái)自電動(dòng)機(jī)的再生電流增加，主電路直流電壓若超過(guò)電壓檢測(cè)值，錯(cuò)誤施加過(guò)高電壓時(shí)保護(hù)功能動(dòng)作（檢測(cè)值:DC750V）。過(guò)電壓保護(hù)主要有三種現(xiàn)象:加速時(shí)過(guò)電壓、減速時(shí)過(guò)電壓、恒速時(shí)過(guò)電壓。過(guò)電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元有問(wèn)題。
變頻器的過(guò)電壓集中表現(xiàn)在直流母線(xiàn)的電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V線(xiàn)電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud=1.35UL＝513V。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線(xiàn)的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時(shí)，變頻器過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作。因此，變頻器都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器。常見(jiàn)的過(guò)電壓主要是發(fā)電制動(dòng)時(shí)的過(guò)電壓，這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速還高，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒(méi)有安裝制動(dòng)單元，有兩起情況可以引起這一故障。
（1）當(dāng)變頻器拖動(dòng)大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)的比較小，在減速過(guò)程中，變頻器輸出的速度比較快，而由于負(fù)載特性本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒(méi)有能量回饋單元，因而變頻器直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障。而紙機(jī)中的這類(lèi)故障經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動(dòng)單元，或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長(zhǎng)一些。增加的再生制動(dòng)單元有能量消耗型，并聯(lián)直流母線(xiàn)吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過(guò)檢測(cè)直流母線(xiàn)電壓來(lái)控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線(xiàn)吸收型使用在多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺(tái)或幾臺(tái)電機(jī)經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過(guò)并聯(lián)母線(xiàn)被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。
（2）多個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒(méi)有負(fù)荷分配引起的。以?xún)膳_(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于原動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。
6.1過(guò)熱OH4
過(guò)熱是經(jīng)常會(huì)碰到的一個(gè)故障。當(dāng)遇到這種情況時(shí)，首先會(huì)想到散熱風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)，觀(guān)察機(jī)器外部就會(huì)看到風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)，此外對(duì)于30kW以上的機(jī)器在機(jī)器內(nèi)部也帶有一個(gè)散熱風(fēng)扇，此風(fēng)扇的損壞也會(huì)導(dǎo)致OH4的報(bào)警。根據(jù)L1-04的設(shè)定值，變頻器停止輸出，電機(jī)過(guò)熱時(shí)，修正負(fù)載的大小，加減速時(shí)間，運(yùn)行周期時(shí)間;修正V/F特性;確認(rèn)從端子A1/A2輸入的電機(jī)溫度。
6.2接地故障GF
接地故障也是常會(huì)碰到的故障，變頻器輸出側(cè)的接地電流超過(guò)了變頻器額定輸出電流的50％，主要原因是變頻器輸出側(cè)發(fā)生了接地短路（電機(jī)燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引起的接觸、接地等）。在排除電機(jī)接地存在問(wèn)題的原因外，比較可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環(huán)境因素的影響，工作點(diǎn)很容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致GF報(bào)警。對(duì)于安川變頻器，如果快熔未燒壞，則需檢修觸發(fā)板上的光耦;如果快熔燒壞了,則需要更換模塊、快熔，還需檢修觸發(fā)板上的光耦合等。
6.3電動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)
（1）即使按下操作器的RUN鍵，電機(jī)也不轉(zhuǎn)，這時(shí)，可考慮以下原因:運(yùn)行方法的設(shè)定有錯(cuò)誤。（運(yùn)行指令的選擇）b1－02＝1（控制回路端子）時(shí)，即使按下了RUN鍵，電機(jī)也不運(yùn)行，按下LOCAL/REMOTE鍵切換到操作器或設(shè)定b1－02＝0（操作器）。頻率指令太低:頻率指令低于E1-09（比較低輸出頻率）所設(shè)定了的頻率時(shí)，變頻器不能運(yùn)行，變更頻率指令使大于比較低頻率。
（2）即使輸入了外部運(yùn)行信號(hào)，電機(jī)仍不轉(zhuǎn)，重要的原因是:未處在驅(qū)動(dòng)模式，變頻器在準(zhǔn)備狀態(tài)，不能起動(dòng)。按下MENU鍵，DRIVELED閃爍，再按下DATA/ENTER鍵，進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模式。進(jìn)入了驅(qū)動(dòng)模式，DRIVELED燈亮。
（3）加速時(shí)及連接負(fù)載時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)了，負(fù)載太大。變頻器雖然有防止失速功能及全自動(dòng)力矩提升功能。但是加速度太大及負(fù)載太大時(shí)，超過(guò)了電機(jī)的響應(yīng)界限，請(qǐng)延長(zhǎng)加速時(shí)間，減小負(fù)載。另外也可以考慮加大電機(jī)的功率。
（4）電機(jī)只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)。選擇了禁止反轉(zhuǎn)，當(dāng)b1－04(選擇禁止反轉(zhuǎn))＝1（禁止反轉(zhuǎn)）時(shí)，變頻器不接受反轉(zhuǎn)指令。正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)兩方向都要使用時(shí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)定b1－04＝0（可以反轉(zhuǎn)）。
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