變頻器過(guò)流跳閘和過(guò)載跳閘區別及其原因分析

　　變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機的電力控制設備。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱(chēng)作“變頻器”。

　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源（50HZ或60HZ）變換為另一頻率，以實(shí)現電機的變速運行的設備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波后逆變電路將直流電再逆成交流電。

　　變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器為了正常工作，其外部要有一系列的控制端子，控制端子分為主電路端子、輸入控制端子和輸出指示端子。

　　變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值，因而改變其運動(dòng)磁場(chǎng)的周期，達到平滑控制電動(dòng)機轉速的目的。變頻器的出現，使得復雜的調速控制簡(jiǎn)單化，用變頻器+交流鼠籠式感應電動(dòng)機組合替代了大部分原先只能用直流電機完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段。

　　變頻器過(guò)電流跳閘和過(guò)載跳閘的區別

　　過(guò)載也一定過(guò)電流，變頻器為什么要把過(guò)電流和過(guò)載分開(kāi)呢？主要有2個(gè)區別：

　?。?） 保護對象不同

　　過(guò)電流主要用于保護變頻器，而過(guò)載主要用于保護電動(dòng)機。因為變頻器的容量有時(shí)需要比電動(dòng)機的容量加大一檔甚或兩檔，在這種情況下，電動(dòng)機過(guò)載時(shí)，變頻器不一定過(guò)電流。

　　過(guò)載保護由變頻器內部的電子熱保護功能進(jìn)行，在預置電子熱保護功能時(shí)，應該準確地預置“電流取用比”，即電動(dòng)機額定電流和變頻器額定電流之比的百分數：

　　IM%=IMN*100%I/IM

　　式中，IM％—電流取用比;

　　IMN—電動(dòng)機的額定電流，Ａ;

　　IN—變頻器的額定電流，Ａ。

　?。?） 電流的變化率不同

　　過(guò)載保護發(fā)生在生產(chǎn)機械的工作過(guò)程中，電流的變化率di/dt通常較小;

　　除了過(guò)載以外的其他過(guò)電流，常常帶有突發(fā)性，電流的變化率di/dt往往較大。

　?。?） 過(guò)載保護具有反時(shí)限特性

　　過(guò)載保護主要是防止電動(dòng)機過(guò)熱，故具有類(lèi)似于熱繼電器的“反時(shí)限”特點(diǎn)。就是說(shuō)，如果與額定電流相比，超過(guò)得不多，則允許運行的時(shí)間可以長(cháng)一些，但如果超過(guò)得較多的話(huà)，允許運行的時(shí)間將縮短。

　　此外，由于在頻率下降時(shí)，電動(dòng)機的散熱狀況變差。所以，在同樣過(guò)載50％的情況下，頻率越低則允許運行的時(shí)間越短。

　　變頻器的過(guò)流跳閘

　　變頻器的過(guò)電流跳閘又分短路故障、運行過(guò)程中跳閘和升、降速過(guò)程中跳閘等情況。

　　1、短路故障：

　?。?1 ）故障特點(diǎn)

　?。╝ ）第一次跳閘有可能在運行過(guò)程中發(fā)生，但如復位后再起動(dòng)，則往往一升速就跳閘。

　?。╞ ）具有很大的沖擊電流，但大多數變頻器已經(jīng)能夠進(jìn)行保護跳閘，而不會(huì )損壞。由于保護跳閘十分迅速，難以觀(guān)察其電流的大小。

　?。?2 ）判斷與處理

　　第一步，首選要判斷是否短路。為了便于判斷，在復位后再起動(dòng)前，可在輸入側接入一個(gè)電壓表，重新啟動(dòng)時(shí)，電位器從零開(kāi)始緩慢旋動(dòng)，同時(shí)，注意觀(guān)察電壓表。如果變頻器的輸出頻率剛上升就立即跳閘，且電壓表的指針有瞬間回“ 0 ”的跡象，則說(shuō)明變頻器的輸出端已經(jīng)短路或接地。

　　第二步，要判斷是在變頻器內部短路，還是在外部短路。這時(shí)，應將變頻器輸出端的接線(xiàn)脫開(kāi)，再旋動(dòng)電位器，使頻率上升，如仍跳閘，說(shuō)明變頻器內部短路；如不再跳閘，則說(shuō)明是變頻器外部短路，應檢查從變頻器到電動(dòng)機之間的線(xiàn)路，以及電動(dòng)機本身。

　　2、輕載過(guò)電流負載很輕，卻又過(guò)電流跳閘：

　　這是變頻調速所特有的現象。在 V/F 控制模式下，存在著(zhù)一個(gè)十分突出的問(wèn)題：就是在運行過(guò)程中，電動(dòng)機磁路系統的不穩定。其基本原因在于：

　　低頻運行時(shí)，為了能帶動(dòng)較重的負載，常常需要進(jìn)行轉矩補償（即提高 U/f 比，也叫轉矩提升）。導致電動(dòng)機磁路的飽和程度隨負載的輕重而變化。這種由電動(dòng)機磁路飽和引起的過(guò)電流跳閘，主要發(fā)生在低頻、輕載的情況下。解決方法：反復調整 U/f 比。

　　3、重載過(guò)電流：

　?。?）故障現象 有些生產(chǎn)機械在運行過(guò)程中負荷突然加重，甚至“卡住”，電動(dòng)機的轉速因帶不動(dòng)而大幅下降，電流急劇增加，過(guò)載保護來(lái)不及動(dòng)作，導致過(guò)電流跳閘。

　?。?）解決方法

　?。╝）首先了解機械本身是否有故障，如果有故障，則修理機器。

　?。╞）如果這種過(guò)載屬于生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)?？赡艹霈F的現象，則首先考慮能否加大電動(dòng)機和負載之間的傳動(dòng)比？適當加大傳動(dòng)比，可減輕電動(dòng)機軸上的阻轉矩，避免出現帶不動(dòng)的情況。如無(wú)法加大傳動(dòng)比，則只有考慮增大電動(dòng)機和變頻器的容量了。

　　4、升速或降速中過(guò)電流：

　　這是由于升速或降速過(guò)快引起的，可采取的措施有如下：

　?。?）延長(cháng)升（降）速時(shí)間 首先了解根據生產(chǎn)工藝要求是否允許延長(cháng)升速或降速時(shí)間，如允許，則可延長(cháng)升（降）速時(shí)間。

　?。?）準確預臵升（降）速自處理（防失速）功能 變頻器對于升、降速過(guò)程中的過(guò)電流，設臵了自處理（防失速）功能。當升（降）電流超過(guò)預臵的上限電流時(shí)，將暫停升（降）速，待電流降至設定值以下時(shí)，再繼續升（降）速。

　　變頻器的過(guò)載跳閘：

　　電動(dòng)機能夠旋轉，但運行電流超過(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

　　1、過(guò)載的主要原因

　?。?）機械負荷過(guò)重，負荷過(guò)重的主要特征是電動(dòng)機發(fā)熱，并可從顯示屏上讀取運行電流來(lái)發(fā)現。

　?。?）三相電壓不平衡，引起某相的運行電流過(guò)大，導致過(guò)載跳閘，其特點(diǎn)是電動(dòng)機發(fā)熱不均衡，從顯示屏上讀取運行電流時(shí)不一定能發(fā)現（因顯示屏只顯示一相電流）。

　?。?）誤動(dòng)作，變頻器內部的電流檢測部分發(fā)生故障，檢測出的電流信號偏大，導致跳閘。

　　2、檢查方法

　?。?）檢查電動(dòng)機是否發(fā)熱，如果電動(dòng)機的溫升不高，則首先應檢查變頻器的電子熱保護功能預臵得是否合理，如變頻器尚有余量，則應放寬電子熱保護功能的預臵值。

　　如果電動(dòng)機的溫升過(guò)高，而所出現的過(guò)載又屬于正常過(guò)載，則說(shuō)明是電動(dòng)機的負荷過(guò)重。這時(shí)，首先應能否適當加大傳動(dòng)比，以減輕電動(dòng)機軸上的負荷。如能夠加大，則加大傳動(dòng)比。如果傳動(dòng)比無(wú)法加大，則應加大電動(dòng)機的容量。

　?。?）檢查電動(dòng)機側三相電壓是否平衡，如果電動(dòng)機側的三相電壓不平衡，則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如也不平衡，則問(wèn)題在變頻器內部。

　　如變頻器輸出端的電壓平衡，則問(wèn)題在從變頻器到電動(dòng)機之間的線(xiàn)路上，應檢查所有接線(xiàn)端的螺釘是否都已擰緊，如果在變頻器和電動(dòng)機之間有接觸器或其他電器，則還應檢查有關(guān)電器的接線(xiàn)端是否都已擰緊，以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。

　　如果電動(dòng)機側三相電壓平衡，則應了解跳閘時(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，如果降低后仍能帶動(dòng)負載，則說(shuō)明原來(lái)預臵的 U/f 比過(guò)高，勵磁電流的峰值偏大，可通過(guò)降低 U/f 比來(lái)減小電流；如果降低后帶不動(dòng)負載了，則應考慮加大變頻器的容量；如果變頻器具有矢量控制功能，則應采用矢量控制方式。