淺析變頻器的過流故障及對策

李山虎

淺析變頻器的過流故障及對策

李山虎

通過對變頻器的過流故障進行理論綜合分析，提出了相應的解決對策。

變頻器；頻率；過流故障

0 引言

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用，把電壓、頻率固定不變的交流電變換成電壓、頻率都可調的交流電源。變頻器的基本結構如圖1所示。由于使用方便，可靠性高且經濟效益顯著，使其在煤炭行業得到廣泛推廣及應用。在實際生產中，如果變頻器過流故障造成跳閘的現象經常發生，那么勢必會影響到煤炭生產的正常進行。本文通過對變頻器的過流故障進行理論綜合分析，進而提出相應的解決策略，希望對提高煤炭生產能力，降低事故率具有實際的意義。

1 變頻器過電流跳閘故障

變頻器的過電流跳閘一般分為變頻器短路故障、變頻器運行過程中跳閘和變頻器升、降速過程中跳閘3種情況。

1.1 短路故障

短路故障有如下特點：

①首次跳閘有可能會在運行過程中發生，復位后再啟動則往往一升速就跳閘。

②強大的沖擊電流。目前大多數變頻器已經能夠進行保護跳閘從而不會損壞。其沖擊電流的大小也由于保護跳閘十分迅速難以觀察。

1.2 運行過程中跳閘

1.2.1 輕載過電流

負載很輕卻過電流跳閘是變頻調速所特有的現象。在V/F控制模式下存在著一個十分突出的問題，即運行過程中電動機磁路系統的不穩定性。其基本原因在于：電動機在低頻運行時，為了能帶動較重的負載需要進行轉矩補償，即提高V/F比，也叫轉矩提升，因而導致電動機磁路的飽和程度隨負載的輕重而變化。

1.2.2 重載過電流

有些生產機械在運行過程中負荷突然加重甚至“卡住”，電動機的轉速大幅下降，電流急劇增加，過載保護來不及動作，因此導致過電流跳閘。

1.3 升速或降速中過電流

這種現象是由于升速或降速過快引起的。

2 變頻器過電流常見故障及解決策略

基于變頻器過流故障的三大原因，并結合多年來在實踐中學習和積累的相關型號變頻器的故障維修及日常維護的經驗，提出變頻器過電流常見故障及解決策略。

2.1 通電后變頻器立即報警

這種現象一般不能復位。主要存在的原因有驅動電路損壞、模塊損壞、電流檢測電路損壞。

檢查驅動電路是否有問題：要在斷電時比較一下各路觸發端電阻是否一致，若通電開機也可觀察測量觸發端的電壓波形。

如果變頻器一上電就報警而電壓又顯示正?；蛘呖蛰d也一樣報警，一般這種情況就是IGBT模塊壞了，嚴重時驅動板也壞了。更換IGBT時，一定要仔細檢查驅動板是否有壞的地方。一般可以先量下IGBT管子是否壞掉，然后看看主控板的光耦是否有壞的地方。

每個廠家的電流檢測電路做得都不一樣，但大體上結構差不多。一般就是在輸出上設有專門的電流互感器，檢測輸出電流的大小，然后把這個信號通過運放，放大后給主板上的單片機來處理。電流互感器所需的電源都是正負15 V，而這個線路上所用到的運放集成電路一般是324，074，339，358等。如果是這個電流檢測線路上的某個元器件出了問題，就容易出現這個過流故障。

2.2 重新啟動后一升速就跳閘

這是過電流十分嚴重的現象。分析其主要原因有輕載過電流、重載過電流、接觸器開路、逆變模塊損壞、升速或降速過快等。

對于低頻輕載過電流，通?？梢圆捎梅磸驼{整V/F比的方法。

對于因負載過重引起的過電流，一般首先要了解機械本身是否有故障，從而優先處理機械故障。若這種過載在生產過程中經常出現，則應考慮加大電動機和負載之間的傳動比。適當加大傳動比，可減輕電動機軸上的阻轉矩，因而避免出現帶不動的情況。若無法加大傳動比，則可從增大電動機和變頻器的容量這方面著手進行。

由于接觸器開路導致電流過大的故障情況一般是在不升速時正常，加速時就報警且能手動復位。若重新送電還未聽到內部繼電器吸合的聲音，則考慮為與充電電阻并聯的接觸器KM1短路導致電流過大引起（見圖2）。用萬用表測KM1線圈兩端電壓正常且停電檢測線圈直流電阻為無窮大。當換上新線圈后上電試車就一切正常了。

對于升速或降速過快引起的過流故障，可采取延長升 (降)速時間和準確預置升 (降)速自處理 (防失速)功能來解決。

3 變頻器的日常維護

變頻器的科技含量較高，要求維護人員應該具有一定的電工常識。在對變頻器進行日常維護之前必須保證設備總電源全部切斷，而且要根據變頻器的功率在變頻器燈完全熄滅的5 min～30 min后進行。要注意檢查電網電壓，改善變頻器、電機及線路的周邊環境，還要定期清除變頻器內部的灰塵等。通過加強設備管理最大限度地降低變頻器的故障率。

4 結語

由于變頻器在運行中出現的故障形式多樣，這就要求機電工作人員在加強變頻器的日常維護的同時，也要深入了解變頻器的工作原理及其保護電路設計的原則，在不斷地學習中積累維修經驗，對故障進行深入認真地分析，以便快速而準確地處理故障問題，減少停機時間，保證生產順利進行。

[1] 高巖.變頻器過流及過載原因分析 [J].電氣開關，2006（2）：23-26.

[2] 王鼎，王桂琴.電工電子技術 [M].北京：機械工業出版社，2011：120-121.

[3] 徐曉宇.變頻器在煤礦提升機中的應用及研究 [D].山東：山東大學，2008.

Analysis on Over-current Fault and Countermeasures of Frequency Converter

Li Shanhu

Through theory comprehensive analysis of the frequency converter over-current fault,the corresponding countermeasures are put forward.

frequency converter;frequency;over-current fault

TS736

B

1000-4866（2011）04-0034-02

李山虎，男，1973出生，大學本科學歷，現在大同煤礦集團同生煤礦生產管理公司工作，工程師。

2011-08-25

2011-09-14