淺談電網電壓波動對變頻器的危害及其解決措施

儲吉慧

摘要：當前國內中工業設備都對變頻器進行配置，以實際的工作需求為基準，對電機的轉速進行調節，起到節能的作用，實現經濟效益與社會效益的共同提高，但是電網電壓波動會危害變頻器，導致過電壓、過電流的現象出現，使單元燒壞等現象的出現，影響工業正常的生產。基于此，本文首先對電網電壓波動對變頻器的危害進行分析，然后提出具體的解決措施，希望為相關人士提供有價值的參考。

關鍵詞：電網電壓;變頻器;危害;解決措施

引言：電網電壓波動引發原因為功率負荷出現沖擊性的特征，接地故障、雷擊等多種因素都會使電壓電網出現故障問題，導致電網電壓出現不同幅度的波動情況，出現停電的情況，在變頻器方面，會引發報警裝置，如果沒有對其進行及時的處理，會燒毀逆變單元，引發嚴重的后果。因此在掌握電網電壓波動對變頻器危害的基礎上，對具體的解決策略進行研究具有重要的現實意義，可以確保工業生產的安全性。

一、電網電壓波動對變頻器的危害

電網電壓波動主要是指供電系統電壓在多種因素的影響下，數值出現瞬間變動，例如，雷電突擊會在地面中釋放出較大數量的電流，電網電壓的數值瞬間下降。再比如，與電網相關聯的設備出現短路、斷路的現象，會使電壓在短時間內出現異常，以往掛網設備波動出現的時間較短，所以在電壓穩定之后，維修人員手動復位變頻器即可。但是當前在我國經濟的推動下，負載類設備、換熱站數量呈逐年增加趨勢，導致手動復位變頻器的時間較長，從而對生產與生活帶來不良影響。電壓波動的種類主要分為過電壓、欠電壓，過電壓主要出現在導線與相對地之間，其中的電壓數值已經超過設備的額定范圍。欠電壓主要是指交流電壓的根植下降，與額定值相比，小于10%，持續時間在60秒以上被稱為電網電壓波動。

過電壓對變頻器的危害：變頻器的主電路由多個部分組成，其中重要的電路有直流、整流、輔助、逆變電路，變頻器在對電壓進行調解時，首先需要將交流電轉變成直流電，然后將直流電轉變成交流電，過電壓主要是電壓出現危險值，主要發生部位在中間直流回路中。過電壓對變頻器的造成的危害有很多，具體呈現在以下幾方面。首先電機鐵芯磁通與電網電壓數值呈正比，電壓驟然升高，會使磁路處于飽和狀態，導致勵磁電流的數值會有所增加，使得電機出現溫度異常，隨著溫度的持續升高，會嚴重的損毀電機，甚至會導致電機直接報廢。其次，中間部位直流回路電壓與電網電壓的數值呈正比，在向電機側輸入電壓的過程中，會增大脈沖值的幅度，使得電機無法發揮正常的絕緣功能[1]。最后，過電壓會將電容充滿在中間位置直流回路的濾波器中，一旦容量超出額定范圍，就會使電容器出現裂痕，如果變頻器內部安置預警系統，會終止運行路徑，保證內部電路的安全性。

欠電壓對變頻器的危害：使用變壓器的許多器件，在電網電壓出現小幅度波動時，一般不會對功率器件造成危害。例如，電網電壓在介入的瞬間出現了小幅度的下降，不會嚴重影響到功率器件。為了避免變頻器受到損毀，如果母線電壓的數值一直過低，電源沒有充足的電壓作為支持，無法啟動開關進行工作，這時在變頻器電源中，沒有實際的輸出，控制系統在運行時，就會出現秩序混亂的情況，無法使功率器件處于關閉的情況，在這種情況下就會對變頻器造成破壞，由過電壓、欠電壓引起的變頻器問題，需進行手動復位，在這一局限性下，會使得工作效率下降。

二、解決電網電壓波動對變頻器危害的具體策略

由于過電壓對變頻器的危害較大，所以本文主要探究過電壓對變頻器危害的解決策略，具體內容以如下報道呈現。

（一）吸收多余能量

在雷擊事故、電容驟然放電等因素下造成的電壓驟然升高，需要對多余能量進行吸收，具體可以配備浪涌吸收裝置，或者將多個電抗器進行串聯，這時在上述因素引起的過電壓，就會通過這些裝置，發揮能量的吸收作用。一旦電路中的電壓數值驟然間在觸發電壓之上，電路會被穿透，或者出現導通的情況，將強電流釋放在地面上，以免設備原件受到損毀。

（二）調節變頻器參數

我國在社會生產中，如果工藝對電機降速沒有過多的要求，這時可以采用手動的方式進行參數的更改，使得電機的減速時間與實際的生產需求相符，在不出現超電壓情況時，降低負載下降的速度。如果負載下降的速度受到工藝流程的限制，為了避免在變頻器負載下降的情況下，出現過電壓，引發跳停影響正常的工業生產，可以對變頻器的頻率進行調整，通過頻率值的控制以免設備運行速度過快[2]。

（三）負載并聯在儲能元件的兩端

現階段為了降低過電壓對變頻器的危害，可以將負載在儲能元件的兩側中進行并聯，在變頻器正常運行的過程中，對直流母線的電壓情況進行動態的觀察，為了加強對功率管開關的控制，需要對導通臨界值進行合理的設計，一旦其與臨界數值相符，通過負載并聯，就會對多余能量進行吸收，控制電壓升高的速率。如果在電路中，能量沒有進行過多的反饋，說明在電阻并聯附加電阻中具有能量消耗的特性，受到這種因素的影響，電機不會出現發熱的情況，呈現出反復利用的特點，這種電阻可以被稱為泄放電阻，常見的元件為小型的燈泡、二極管等，在中間直流回路上，市面上的小功率變頻器均對泄放電阻、控制單元進行安裝。如果變頻器的功率數值較大，需要以實際工藝為需求，增加泄放電阻，使直流回路中多余的能量有多余的通道作為支持，以免消耗電壓的數值過大使多余能量的數值升高[3]。

（四）電容布設在中間直流回路

以變頻器的泵機的功率數值作為依據，對中間直流回路中的電流、電壓數值進行檢測，在檢測結束后，科學的挑選電容進行串聯，從而將過多的能量儲存起來，保障回路的抗電壓能力。除此之外，為了有效的應對電壓的驟然升高，可以增加變頻器電容的容量，但是在這一過程中需要關注與變頻器相關聯的泵機功率數值，否則會造成資金損失。

（五）直流母線共用多臺變頻器

設備在停止運轉時，如果出現短暫的停電情況，不會對電網造成沖擊，所以如果停電時間較短，不會對設備產生過大的干擾，在電機制動的過程中，如果對能量進行合理的運用，就會起到節能的效果，避免設備停運引發的電壓波動情況。

在處理欠電壓對變頻器造成的危害時，可以通過蓄電池安裝方法，為變頻器提供電力支持，一旦電力過低，就會將蓄電池的電能進行啟用，為變頻器供電，保障正常的工業生產。

結束語：

綜上所述，電網電壓波動會對變頻器造成嚴重的危害，變頻器的應用廣泛，為了確保變頻器運行的安全性，在最大化的程度上延長變頻器的壽命，需要明確電網電壓波動對變頻器的危害，采取針對性的解決對策，從而實現設備設施的安全運行。

參考文獻：

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