變頻器在調試與使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì )遇到各種各樣的問(wèn)題,其中過(guò)電壓現象Z為常見(jiàn)。
過(guò)電壓產(chǎn)生后,變頻器為了防止內部電路損壞,其過(guò)電壓保護功能將動(dòng)作,使變頻器停止運行,導致設備無(wú)法正常工作。因此必須采取措施消除過(guò)電壓,防止故障的發(fā)生。由于變頻器與電機的應用場(chǎng)合不同,產(chǎn)生過(guò)電壓的原因也不相同,所以應根據具體情況采取相應的對策。
過(guò)電壓的產(chǎn)生與再生制動(dòng)
所謂變頻器的過(guò)電壓,是指由于種種原因造成的變頻器電壓超過(guò)額定電壓,集中表現在變頻器直流母線(xiàn)的直流電壓上。正常工作時(shí),變頻器直流部電壓為三相全波整流后的平均值。若以380V線(xiàn)電壓計算,則平均直流電壓Ud=1.35U線(xiàn)=513V。
在過(guò)電壓發(fā)生時(shí),直流母線(xiàn)上的儲能電容將被充電,當電壓上升至700V左右時(shí),(因機型而異)變頻器過(guò)電壓保護動(dòng)作。造成過(guò)電壓的原因主要有兩種:電源過(guò)電壓和再生過(guò)電壓。電源過(guò)電壓是指因電源電壓過(guò)高而使直流母線(xiàn)電壓超過(guò)額定值。而現在大部分變頻器的輸入電壓Z高可達460V,因此,電源引起的過(guò)電壓極為少見(jiàn)。
本文主要討論的問(wèn)題是再生過(guò)電壓。產(chǎn)生再生過(guò)電壓主要有以下原因:當大GD2(飛輪力矩)負載減速時(shí)變頻器減速時(shí)間設定過(guò)短;電機受外力影響(風(fēng)機、牽伸機)或位能負載(電梯、起重機)下放。由于這些原因,使電機實(shí)際轉速高于變頻器的指令轉速,也就是說(shuō),電機轉子轉速超過(guò)了同步轉速,這時(shí)電機的轉差率為負,轉子繞組切割旋轉磁場(chǎng)的方向與電動(dòng)機狀態(tài)時(shí)相反,其產(chǎn)生的電磁轉矩為阻礙旋轉方向的制動(dòng)轉矩。所以電動(dòng)機實(shí)際上處于發(fā)電狀態(tài),負載的動(dòng)能被“再生”成為電能。
再生能量經(jīng)逆變部續流二極管對變頻器直流儲能電容器充電,使直流母線(xiàn)電壓上升,這就是再生過(guò)電壓。因再生過(guò)電壓的過(guò)程中產(chǎn)生的轉矩與原轉矩相反,為制動(dòng)轉矩,因此再生過(guò)電壓的過(guò)程也就是再生制動(dòng)的過(guò)程。換句話(huà)說(shuō),消除了再生能量,也就提高了制動(dòng)轉矩。
如果再生能量不大,因變頻器與電機本身具有20%的再生制動(dòng)能力,這部分電能將被變頻器及電機消耗掉。若這部分能量超過(guò)了變頻器與電機的消耗能力,直流回路的電容將被過(guò)充電,變頻器的過(guò)電壓保護功能動(dòng)作,使運行停止。為避免這種情況的發(fā)生,必須將這部分能量及時(shí)的處理掉,同時(shí)也提高了制動(dòng)轉矩,這就是再生制動(dòng)的目的。
過(guò)電壓的防止措施
由于過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同,因而采取的對策也不相同。對于在停車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓現象,如果對停車(chē)時(shí)間或位置無(wú)特殊要求,那么可以采用延長(cháng)變頻器減速時(shí)間或自由停車(chē)的方法來(lái)解決。所謂自由停車(chē)即變頻器將主開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi),讓電機自由滑行停止。
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