通用變頻器保護功能

    通用變頻器保護功能

    一

、引言

    變頻器本身具有相當豐富的異常故障顯示和保護功能。若保護功能動作時，變頻器立即跳閘，LED顯示故障代碼，或者將故障信息存儲在程序的某個參數內，使電動機處於自由運轉狀態到停止。

    在消除故障原因、用TESET鍵或控製電路端子RST輸(shu)進(jin)複(fu)位(wei)之(zhi)前(qian)，始(shi)終(zhong)維(wei)持(chi)跳(tiao)閘(zha)狀(zhuang)態(tai)，以(yi)便(bian)維(wei)修(xiu)檢(jian)查(zha)。變(bian)頻(pin)器(qi)異(yi)常(chang)故(gu)障(zhang)分(fen)為(wei)軟(ruan)故(gu)障(zhang)和(he)硬(ying)故(gu)障(zhang)兩(liang)大(da)類(lei)，前(qian)者(zhe)多(duo)因(yin)操(cao)縱(zong)或(huo)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)不(bu)當(dang)造(zao)成(cheng)的(de)
，硬(ying)故(gu)障(zhang)是(shi)由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)本(ben)身(shen)器(qi)件(jian)損(sun)壞(huai)造(zao)成(cheng)的(de)
，維(wei)修(xiu)起(qi)來(lai)可(ke)能(neng)很(hen)不(bu)便(bian)。

    處理故障前應留意查看故障前變頻器的運行記錄，主要包括電流、轉速
、raozujizhouchengwendudeng，yibianyuguzhangdefenxihejianzha。dangchuxianbianpinqixianshimouleiguzhang
，danguzhangpaichuguochengzhongqueweifashengxiangyingguzhangdeqingkuang
，cishiyingzaixijianzhaguzhangjianceyuanjianhuoguzhangxinxichulixitongyouwutimu。

    故障檢查或維修時，留意須先切斷電源
，將變頻器的輸進變壓器進線側的高壓櫃斷路器搖出，並將變頻器A1


、A2進線櫃主開關斷開，且須等斷電8min電容放電完畢後
，方可打開櫃門進行維修

，切忌停機後立即進行檢查。

    因變頻器額定運行時，其直流母排電壓可達到1000V左右
，且濾波所用電解電容器的數目達120個，單個容量6800μF
，儲存了大量的電能，停機後須待電容模塊前的電壓平衡電阻將其放電，電壓降低後(其放電時間為8min)，方可開櫃進行檢查。一般來說，變頻器常見的保護功能有以下幾個方麵。

    二、過電流保護功能

    變頻器中過電流保護的對象主要指帶有突變性質的、電流的峰值超過了過電流檢測值(約額定電流的200%)，變頻器顯示OC表示過電流，由於逆變器件的過載能力較差,所以變頻器的過電流保護是至關重要的一環。

    三
、過電流原因分析

    過流故障可分為加速
、減速、恒速過電流。其可能是由於變頻器的加減速時間太短
、負載發生突變
、負荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗製動元件
、進行負荷分配設計、對dui線xian路lu進jin行xing檢jian查zha等deng來lai解jie決jue。假jia如ru斷duan開kai負fu載zai變bian頻pin器qi還hai是shi過guo流liu故gu障zhang

，說shuo明ming變bian頻pin器qi逆ni變bian電dian路lu已yi壞huai，需xu要yao更geng換huan變bian頻pin器qi。根gen據ju變bian頻pin器qi顯xian示shi
，可ke從cong以yi下xia幾ji方fang麵mian尋xun找zhao原yuan因yin：

    （1）工作中過電流，即拖動係統在工作過程中出現過電流。其原因大致有以下幾方麵：

    ●一是電動機碰到衝擊負載或傳動機構出現“卡住”現象,引起電動機電流的忽然增加；

    ●二是變頻器輸出側發生短路，如輸出端到電動機之間的連接線發生相互短路,或電動機內部發生短路等
、接地（電機燒毀、盡緣劣化、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(ru)逆(ni)變(bian)橋(qiao)中(zhong)同(tong)一(yi)橋(qiao)臂(bi)的(de)兩(liang)個(ge)逆(ni)變(bian)器(qi)件(jian)在(zai)不(bu)斷(duan)交(jiao)替(ti)的(de)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)異(yi)常(chang)。如(ru)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)，或(huo)逆(ni)變(bian)器(qi)元(yuan)器(qi)件(jian)本(ben)身(shen)老(lao)化(hua)等(deng)原(yuan)因(yin)，使(shi)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)參(can)數(shu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，導(dao)致(zhi)在(zai)交(jiao)替(ti)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，一(yi)個(ge)器(qi)件(jian)已(yi)經(jing)導(dao)通(tong)、而另一個器件卻還未來得及關斷，引起同一個橋臂的上、下兩個器件的“直通”，使直流電壓的正
、負極間處於短路狀態。

    （2）升速、降速時過電流：當(dang)負(fu)載(zai)的(de)慣(guan)性(xing)較(jiao)大(da)，而(er)升(sheng)速(su)時(shi)間(jian)或(huo)降(jiang)速(su)時(shi)間(jian)又(you)設(she)定(ding)得(de)太(tai)短(duan)時(shi)，也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)過(guo)電(dian)流(liu)。在(zai)升(sheng)速(su)過(guo)程(cheng)中(zhong)，變(bian)頻(pin)器(qi)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)上(shang)升(sheng)太(tai)快(kuai)，電(dian)動(dong)機(ji)的(de)同(tong)步(bu)轉(zhuan)速(su)迅(xun)速(su)上(shang)升(sheng)
，而(er)電(dian)動(dong)機(ji)轉(zhuan)子(zi)的(de)轉(zhuan)速(su)因(yin)負(fu)載(zai)慣(guan)性(xing)較(jiao)大(da)而(er)跟(gen)不(bu)上(shang)往(wang)
，結(jie)果(guo)是(shi)升(sheng)速(su)電(dian)流(liu)太(tai)大(da)；在zai降jiang速su過guo程cheng中zhong
，降jiang速su時shi間jian太tai短duan

，同tong步bu轉zhuan速su迅xun速su下xia降jiang，而er電dian動dong機ji轉zhuan子zi因yin負fu載zai的de慣guan性xing大da，仍reng維wei持chi較jiao高gao的de轉zhuan速su，這zhe時shi同tong樣yang可ke以yi使shi轉zhuan子zi繞rao組zu切qie割ge磁ci力li線xian的de速su度du太tai大da而er產chan生sheng過guo電dian流liu。

    處理方法

    （1）起動時一升速就跳閘，這是過電流十分嚴重的現象，主要檢查：

    ●工作機械有沒有卡住；

    ●負載側有沒有短路,用兆歐表檢查對地有沒有短路
；

    ●變頻器功率模塊有沒有損壞；

    ●電動機的起動轉矩過小，拖動係統轉不起來。

    （2）起動時不馬上跳閘，而在運行過程中跳閘，主要檢查：

    ●升速時間設定太短，加長加速時間
；

    ●減速時間設定太短

，加長減速時間
；

    ●轉矩補償（U/f比）設定太大，引起低頻時空載電流過大；

    ●電子熱繼電器整定不當，動作電流設定得太小，引起變頻器誤動作

    四、過載保護及原因分析

    電動性能夠旋轉，但運行電流超過了額定值
，稱為過載。過載的基本反映是：dianliuguranchaoguoleedingzhi，danchaoguodefudubuda，yibanyebuxingchengjiaodadechongjidianliu。shuchudianliuchaoguofanshixiantexingguozaidianliuedingzhi
，baohugongnengdongzuo，bianpinqiderongliangpianxiao。

    過載的主要原因

    （1）機械負荷過重：負荷過重的主要特征是電動機發熱
，並可從顯示屏上讀取運行電流來發現。主要原因是變頻器負載太大
，加減速時間、運行周期時間太短；V/F特性的電壓太高；變頻器功率太小。

    （2）三相電壓不平衡：引起某相的運行電流過大，導致過載跳閘
，其特點是電動機發熱不均衡
，從顯示屏上讀取運行電流時不一定能發現(因顯示屏隻顯示一相電流)。

    （3）誤動作：變頻器內部的電流檢測部分發生故障，檢測出的電流信號偏大，導致跳閘。

    檢查方法

    （1）檢查電動機是否發熱

    假如電動機的溫升不高，則首先應檢查負載的大小，加減速時間，運行周期時間設置是否公道，並修正V/F特性，檢查變頻器的電子熱保護功能預置得是否公道

，如變頻器尚有餘量，則應放寬電子熱保護功能的預置值；如(ru)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)答(da)應(ying)電(dian)流(liu)已(yi)經(jing)沒(mei)有(you)餘(yu)量(liang)，不(bu)能(neng)再(zai)放(fang)寬(kuan)，且(qie)根(gen)據(ju)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)，所(suo)出(chu)現(xian)的(de)過(guo)載(zai)屬(shu)於(yu)正(zheng)常(chang)過(guo)載(zai)
，則(ze)說(shuo)明(ming)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)選(xuan)擇(ze)不(bu)當(dang)

，應(ying)加(jia)大(da)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)，更(geng)換(huan)變(bian)頻(pin)器(qi)。

    這是由於，電動機在拖動變動負載或斷續負載時，隻要溫升不超過額定值
，是答應短時間(幾分鍾，甚或幾十分鍾)過(guo)載(zai)的(de)，而(er)變(bian)頻(pin)器(qi)則(ze)不(bu)答(da)應(ying)。假(jia)如(ru)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)溫(wen)升(sheng)過(guo)高(gao)，而(er)所(suo)出(chu)現(xian)的(de)過(guo)載(zai)又(you)屬(shu)於(yu)正(zheng)常(chang)過(guo)載(zai)，則(ze)說(shuo)明(ming)是(shi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)負(fu)荷(he)過(guo)重(zhong)。這(zhe)時(shi)，首(shou)先(xian)應(ying)考(kao)慮(lv)能(neng)否(fou)適(shi)當(dang)加(jia)大(da)傳(chuan)動(dong)比(bi)
，以(yi)減(jian)輕(qing)電(dian)動(dong)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)荷(he)。

    如能夠加大
，則加大傳動比

；假如傳動比無法加大
，則應加大電動機的容量。

    （2）檢查電動機側三相電壓是否平衡

    若(ruo)電(dian)動(dong)機(ji)側(ce)的(de)三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)不(bu)平(ping)衡(heng)，則(ze)應(ying)再(zai)檢(jian)查(zha)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)出(chu)真(zhen)個(ge)三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)是(shi)否(fou)平(ping)衡(heng)


，如(ru)不(bu)平(ping)衡(heng)，題(ti)目(mu)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)內(nei)部(bu)，應(ying)檢(jian)查(zha)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)逆(ni)變(bian)模(mo)塊(kuai)及(ji)其(qi)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)；如ru變bian頻pin器qi輸shu出chu真zhen個ge電dian壓ya平ping衡heng，則ze題ti目mu出chu現xian在zai從cong變bian頻pin器qi到dao電dian動dong機ji之zhi間jian的de線xian路lu上shang，應ying檢jian查zha所suo有you接jie線xian真zhen個ge螺luo釘ding是shi否fou都dou已yi緊jin固gu，假jia如ru在zai變bian頻pin器qi和he電dian動dong機ji之zhi間jian有you接jie觸chu器qi或huo其qi他ta電dian器qi，則ze還hai應ying檢jian查zha有you關guan電dian器qi的de接jie線xian端duan是shi否fou都dou已yi緊jin固gu，以yi及ji觸chu點dian的de接jie觸chu狀zhuang況kuang是shi否fou良liang好hao等deng。

    假如電動機側三相電壓平衡，則應了解跳閘時的工作頻率：如工作頻率較低，又未用矢量控製(或無矢量控製)
，則首先降低U/f比
，如降低後仍能帶動負載
，則說明原來預置的U/f比過高
，勵磁電流的峰值偏大
，可通過降低U/f比來減小電流；假如降低後帶不動負載了，則應考慮加大變頻器的容量
；假如變頻用具有矢量控製功能，則應采用矢量控製方式。

    （3）檢查是否誤動作

    jingguoyishangjianzha
，junweizhaodaoyuanyinshi，yingjianzhashibushiwudongzuo。pandingdefangfashizaiqingzaihuokongzaideqingkuangxia
，yongdianliubiaozhangliangbianpinqideshuchudianliu，yuxianshipingshangxianshideyunxingdianliuzhijinxingbijiao

，jiaruxianshipingxianshidedianliudushubishijizhangliangdedianliudadejiaoduo，zeshuomingbianpinqineibudedianliuzhangliangbufenwuchajiaoda，“過載”跳閘有可能是誤動作。

    五、欠電壓保護

    欠壓也是我們在使用中經常碰到的題目。電源電壓降低後
，主電路直流電壓若降到欠電壓檢測值以下
，保護功能動作。

    另外，電壓若降到不能維持變頻器控製電路的工作，則全部保護功能自動複位（檢測值：DC400V）。當(dang)出(chu)現(xian)欠(qian)壓(ya)故(gu)障(zhang)時(shi)
，首(shou)先(xian)應(ying)該(gai)檢(jian)查(zha)輸(shu)進(jin)電(dian)源(yuan)是(shi)否(fou)缺(que)相(xiang)，假(jia)如(ru)輸(shu)進(jin)電(dian)源(yuan)沒(mei)有(you)題(ti)目(mu)
，就(jiu)要(yao)檢(jian)查(zha)整(zheng)流(liu)回(hui)路(lu)是(shi)否(fou)有(you)題(ti)目(mu)
，假(jia)如(ru)都(dou)沒(mei)有(you)題(ti)目(mu)
，那(na)就(jiu)要(yao)看(kan)直(zhi)流(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)上(shang)是(shi)否(fou)有(you)題(ti)目(mu)了(le)。

    假如由於主回路電壓太低(380V係列低於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，都有可能導致欠壓故障的出現
，其次主回路斷路器、接觸器損壞，導致直流母線電壓損耗在充電電阻上麵有可能導致欠壓。

    電壓檢測電路發生故障而出現欠壓題目,由於變頻器故障或噪聲引起的誤動作等造成主電路直流端（P
、N之間）超過了檢測值，這就需與製造商聯係。

    六、過電壓保護

    來自電動機的再生電流增加
，主電路直流電壓若超過電壓檢測值，錯誤施加過高電壓時保護功能動作（檢測值：DC750V）。過電壓保護主要有三種現象：加速時過電壓、減速時過電壓、恒速時過電壓。

    過電壓報警一般是出現在停機的時候，其主要原因是減速時間太短或製動電阻及製動單元有題目。

    變頻器的過電壓集中表現在直流母線的電壓上。正常情況下
，變頻器直流電為三相全波整流後的均勻值。若以380V線電壓計算
，則均勻直流電壓Ud=1.35UL=513V。在過電壓發生時

，直流母線的儲能電容將被充電
，當電壓上至760V左右時，變頻器過電壓保護動作。因此，變頻器都有一個正常的工作電壓範圍
，當電壓超過這個範圍時很可能損壞變頻器。

    常chang見jian的de過guo電dian壓ya主zhu要yao是shi發fa電dian製zhi動dong時shi的de過guo電dian壓ya，這zhe種zhong情qing況kuang出chu現xian的de概gai率lv較jiao高gao
，主zhu要yao是shi電dian機ji的de同tong步bu轉zhuan速su比bi實shi際ji轉zhuan速su還hai高gao，使shi電dian動dong機ji處chu於yu發fa電dian狀zhuang態tai，而er變bian頻pin器qi又you沒mei有you安an裝zhuang製zhi動dong單dan元yuan
，有you兩liang起qi情qing況kuang可ke以yi引yin起qi這zhe一yi故gu障zhang。

    （1）當dang變bian頻pin器qi拖tuo動dong大da慣guan性xing負fu載zai時shi，其qi減jian速su時shi間jian設she的de比bi較jiao小xiao，在zai減jian速su過guo程cheng中zhong
，變bian頻pin器qi輸shu出chu的de速su度du比bi較jiao快kuai，而er由you於yu負fu載zai特te性xing本ben身shen阻zu力li減jian速su比bi較jiao慢man
，使shi負fu載zai拖tuo動dong電dian動dong機ji的de轉zhuan速su比bi變bian頻pin器qi輸shu出chu的de頻pin率lv所suo對dui應ying的de轉zhuan速su還hai要yao高gao
，電dian動dong機ji處chu於yu發fa電dian狀zhuang態tai

，而er變bian頻pin器qi沒mei有you能neng量liang回hui饋kui單dan元yuan，因yin而er變bian頻pin器qi直zhi流liu回hui路lu電dian壓ya升sheng高gao
，超chao出chu保bao護hu值zhi，出chu現xian故gu障zhang。

    而er紙zhi機ji中zhong的de這zhe類lei故gu障zhang經jing常chang發fa生sheng在zai幹gan燥zao部bu分fen
，處chu理li這zhe種zhong故gu障zhang可ke以yi增zeng加jia再zai生sheng製zhi動dong單dan元yuan，或huo者zhe修xiu改gai變bian頻pin器qi參can數shu，把ba變bian頻pin器qi減jian速su時shi間jian設she的de長chang一yi些xie。增zeng加jia的de再zai生sheng製zhi動dong單dan元yuan有you能neng量liang消xiao耗hao型xing
，並bing聯lian直zhi流liu母mu線xian吸xi收shou型xing、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中並聯一個製動電阻，通過檢測直流母線電壓來控製功率管的通斷。

    並(bing)聯(lian)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)吸(xi)收(shou)型(xing)使(shi)用(yong)在(zai)多(duo)電(dian)機(ji)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)，這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)往(wang)往(wang)有(you)一(yi)台(tai)或(huo)幾(ji)台(tai)電(dian)機(ji)經(jing)常(chang)工(gong)作(zuo)於(yu)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai)，產(chan)生(sheng)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)，這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)通(tong)過(guo)並(bing)聯(lian)母(mu)線(xian)被(bei)處(chu)於(yu)電(dian)動(dong)狀(zhuang)態(tai)的(de)電(dian)機(ji)吸(xi)收(shou)。

    能量回饋型的變頻器網側變流器是可逆的，當有再生能量產生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網。

    （2）duogediandongjituodongtongyigefuzaishi
，yekenengchuxianzheyiguzhang
，zhuyaoyouyumeiyoufuhefenpeiyinqide。yiliangtaidiandongjituodongyigefuzaiweili，dangyitaidiandongjideshijizhuansudayulingyitaidiandongjidetongbuzhuansushi，zezhuansugaodediandongjixiangdangyuyuandongji，zhuansudidechuyufadianzhuangtai，yinqiguzhang。

    七、其他保護

    1過熱OH4

    過熱是經常會碰到的一個故障。當碰到這種情況時，首先會想到散熱風扇是否運轉
，觀察機器外部就會看到風扇是否運轉，此外對於30kW以上的機器在機器內部也帶有一個散熱風扇，此風扇的損壞也會導致OH4的報警。根據L1-04的設定值
，變頻器停止輸出，電機過熱時
，修正負載的大小，加減速時間，運行周期時間；修正V/F特性；確認從端子A1/A2輸進的電機溫度。

    .2接地故障GF

    接地故障也是常會碰到的故障，變頻器輸出側的接地電流超過了變頻器額定輸出電流的50%，主要原因是變頻器輸出側發生了接地短路（電機燒毀、盡緣劣化、電纜破損而引起的接觸
、接地等）。zaipaichudianjijiedicunzaitimudeyuanyinwai
，zuikenengfashengguzhangdebufenjiushihuoerchuanganqile，huoerchuanganqiyouyushouwendu

，shidudenghuanjingyinsudeyingxiang

，gongzuodianhenqingyifashengpiaoyi，daozhiGF報警。對於安川變頻器

，假如快熔未燒壞

，則需檢驗觸發板上的光耦；假如快熔燒壞了,則需要更換模塊
、快熔，還需檢驗觸發板上的光耦合等。

    3電動機不旋轉

    （1）即使按下操縱器的RUN鍵
，電機也不轉，這時
，可考慮以下原因：運行方法的設定有錯誤。（運行指令的選擇）b1－02=1（控製回路端子）時，即使按下了RUN鍵，電機也不運行
，按下LOCAL/REMOTE鍵切換到操縱器或設定b1－02=0（操縱器）。頻率指令太低：頻率指令低於E1-09（最低輸出頻率）所設定了的頻率時
，變頻器不能運行，變更頻率指令使大於最低頻率。

    （2）即使輸進了外部運行信號
，電機仍不轉
，重要的原因是：未處在驅動模式，變頻器在預備狀態，不能起動。按下MENU鍵，DRIVELED閃爍
，再按下DATA/ENTER鍵，進進驅動模式。進進了驅動模式，DRIVELED燈亮。

    （3）加jia速su時shi及ji連lian接jie負fu載zai時shi
，電dian機ji停ting轉zhuan了le，負fu載zai太tai大da。變bian頻pin器qi固gu然ran有you防fang止zhi失shi速su功gong能neng及ji全quan自zi動dong力li矩ju提ti升sheng功gong能neng。但dan是shi加jia速su度du太tai大da及ji負fu載zai太tai大da時shi，超chao過guo了le電dian機ji的de響xiang應ying界jie限xian，請qing延yan長chang加jia速su時shi間jian

，減jian小xiao負fu載zai。另ling外wai也ye可ke以yi考kao慮lv加jia大da電dian機ji的de功gong率lv。

    （4）電機隻能向一個方向轉。選擇了禁止反轉，當b1－04(選擇禁止反轉)=1（禁止反轉）時，變頻器不接受反轉指令。正轉、反轉兩方向都要使用時，請設定b1－04=0（可以反轉）。