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【干货】变频器电压保护原理与分析

供稿:广州三晶电气股份有限公司 2017/9/30 15:02:05
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电压保护是变频器的基本保护功能,是处理直流母线电压过高或过低现象的一系列保护措施,旨在确保变频器的直流母线电压在安全范围之内,保障各元器件的运行安全,尤其是高价值的整流逆变主电容等。

图1.变频器故障检测分布图

电压检测主要监视直流母线电压,其保护分为过压保护与欠压保护两大类,过压细分加速过压(E005),减速过压(E006),恒速过压(E007),欠压又分运行欠压(E009)与待机欠压(LU)。检测电路原理是:通过对直流母线电压进行小信号采样,信号经过转换后,送入DSP处理器AD转换接口,用作母线电压显示以及软件计算与判断,同时还会取一路信号与硬件过压基准比较输出,信号送入DSP的中断接口,作为硬件过压判断。在信号处理时,硬件过压优先处理,且执行更快。功能框图如下:

图2.变频器电压检测功能框图

以三相输入变频器为例,标准380V交流电输入时,直流母线的电压约交流输入1.414倍,即380*1.414=537V,变频器运行时,母线电压与变频器的状态对应如下:

图3.母线电压对应的变频器状态

在实际工作中,导致变频器母线电压变化的主要因素较多,可按照变频器工作环境进行分类与总结;分析处理时,可结合故障记录数据进行,获取快速有效的处理方法,也可以参照如下的几个方面。

图4.变频系统模型

电源:

1、变频器输入电压范围一般为额定电压的±15%,以380V电压为例,输入交流电压范

范围为323V-437V,可使用万用表验证输入电压是否符合要求。

2、大型设备启动时,对电网的瞬间拉低,可能导致变频器报欠压保护(E009)。

变频器:

1、检测电路异常,变频器显示的直流母线电压与实际测量的电压不相符合

2、变频器主接触器故障,待机时母线电压显示正常,当运行时,若接触器故障未吸合,便会在充电电阻上产生较大压降,导致母线电压迅速拉低,产生欠压保护(E009)。

3、参数设定不当,过压与欠压保护阀值电压、或电压检测的增益参数被错误修改(这种情况非常少)。

电机负载

泵升电压现象,大惯性负载快速减速时,由于负载惯性导致电机的额实际转速高于变频器的输出转速,此时,旋转设备的机械能转化为电能,对变频器反向发电并导致直流母线电压升,当电压高于过压阀值时,产生过压保护。此时应该延长减速时间或配置制动功能解决。

审核编辑(刘婷)
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