矢量控制高壓變頻器過(guò)流保護

高壓變頻器采用的是矢量控制模型，目前高壓變頻器大多使用矢量控制方式來(lái)控制感應電機及同步電機。圖1-1給出了一種高壓變頻器的矢量控制算法簡(jiǎn)圖。它由以下幾個(gè)基本模塊組成：馬達模型、電流調節器、磁通與速度調節器及前饋補償環(huán)節。

圖1-1感應電機及同步電機矢量控制框圖

該高壓變頻器發(fā)生“IOC”信號跳閘時(shí)，速度為82%，電流大約為100A（電機額定電力為158A，變頻器過(guò)流保護為240A）。從圖1-1知道，電流過(guò)流與電流測量回路有密切關(guān)系。于是用示波器觀(guān)測電機電流，發(fā)現其中含有直流成分大約55毫伏，大于正常直流分量50毫伏?？赡苁侵绷鞣至繉е掠嬎鉏d（電機電流的激磁分量）Iqs（電機電流轉矩分量）時(shí)積分器飽和，從而發(fā)生過(guò)流。

由于該高壓變頻器接地不良，所以決定改善接地系統。接地改善后，用示波器觀(guān)測電機電流波形，其中直流分量為12 毫伏。高壓變頻器投入正常運行，一段時(shí)間后，又發(fā)生過(guò)壓保護跳機。 跳機時(shí)高壓變頻器運行速度為85%，電流為110A。 這說(shuō)明，改善接地后，電機電流中的直流分量減少了，系統工作比以前穩定，但仍然沒(méi)有得到徹底解決。

既然電流測量回路沒(méi)有問(wèn)題，還有什么變量會(huì )導致過(guò)流呢？ 從圖1-1知道，FlusDs也會(huì )導致過(guò)流。 于是我們決定觀(guān)測FluxDS 的變化情況。 FluxDS就是電機磁通D軸分量，由于Q軸分量為零，所以等于電機的磁通，電機磁通定義為電機電壓/定子頻率（rad/s）。磁通（其單位為伏- 秒）也相當于（但不等于）壓/頻比。它是有電機相電壓經(jīng)過(guò)積分計算得到。正常情況下，應該為常數。圖1-2為FluxDS 波形（最上面一條曲線(xiàn)）。

圖 1-2 更換浪涌吸收器前FluxDS 波形

從圖1-2 可以看出，FluxDs根本就不是常數，波動(dòng)非常大。用示波器觀(guān)測電機電壓波形發(fā)現有些許畸變。 如圖 1-3所示

圖 1-3 電機相電壓波形（Ch1）和相電流取反后的波形（ch2）懷疑電壓測量板有問(wèn)題，但更換后現象依舊。懷疑正弦PWM信號有問(wèn)題，更換 PWM信號板，現象依舊。 唯一沒(méi)有更換的就是電壓測量回路并聯(lián)的浪涌吸收器。圖1-4為更換浪涌吸收器后，FluxDs 波形。

從圖1-4知道，FluxDs幾乎為常數。用示波器觀(guān)測電機電壓波形沒(méi)有發(fā)現畸變。為了進(jìn)一步驗證，我們換上舊的浪涌吸收器，變頻器運行一會(huì )后又出現過(guò)流。目前變頻器工作穩定可靠。從這次變頻器過(guò)流保護來(lái)看，電流過(guò)流不一定是由電流波動(dòng)引起的。電壓些許畸變導致磁通的激烈變化波動(dòng)，才是電流波動(dòng)的根本原因。