变频器过电压故障分析徐慧芸

变频器过电压故障分析徐慧芸

徐慧芸张庆伟

（邹县发电厂山东省邹城市273522）

摘要：对于变频器过电压故障的问题，可以利用智能诊断系统来帮助我们更好地解决故障。故障有简单与复杂的分别，智能诊断已经在一定上做到了及时、准确。一些问题已经被智能诊断有效解决，但仍旧有些细节，我们依旧需要人工检测的配合。不过智能检测有着积极的实际操作高效化价值，值得应用。

关键词：智能诊断；变频器过电压故障；解决对策

引言

变频器过电压故障的复杂程度，难以一言概之，需要更加快捷的方法来保证它的正常运转。

1.高压变频器过电压故障的危害

1.1减损功率单元直流回路电解电容器寿命

高压变频过电压，在中间直流回路过电压时，主要危害中一个非常重要的一点，是会影响电容器的爆裂，因此，高压变频器厂家将中间直流回路过电压值往往限制在一定的范围之内，如果高压电压超过限定值，变频器需要按照要求跳闸，否则将会影响影响电容器使用寿命。

1.2影响整流桥、IGBT、SCR的使用寿命

在功率器件的使用中，由于直流母线电压过高的情况，很有可能对于功率器件的安全预料产生影响，会导致输入电压等级的功率单元与功率器件的额定电压量之间发生冲突，直流母线电压过高，使高压的功率器件开关很可能产生过电压，因此超过额定器件的额定电压就可能将功率器件击穿和损坏。

1.3损坏功率单元的控制板

一般功率单元上的控制板设置有变换器，变换器一般需要从直流母线来取电，在这种取电的过程中，正是由于母线取电时变换器的输入电压也限定有一定范围，因此当直流母线电压过高时，变换器中的开关管就会被电压击穿，反而影响和损坏功率单元的控制板正常使用。

2.引起过电压故障的主要原因分析

2.1电源输入侧的过电压损毁

一般来说，能够引起高压变频器过电压损毁中间直流回路真正过电压的原因，第一个比较常见的因素，就是源自电源输入侧的过电压。这是因为正常情况下电网电压的波动值是有一定额定电压范围的，在这个额定电压范围的前后10%的领域内都是可以被接受的，但是如果特殊情况下，电源电压就可能向正向波动的范围更多放大，直流母线电压随着电压的上升，脱离保护之以上，变频器就会因为过电压保护而自动跳闸。

2.2来自负载侧的过电压

由于故障的某些原因，电动机处于再生发电状态时，实际上的转速比变频频率所决定的同步转速要高，这是传动系统所负载的机械能，经过电动机转化成电能之后，又回到续流二极管，反馈回到功率单元的直流母线回路之中。当电力故障发生时，电路中的逆变桥处于整流状态功率单元，没有采取消耗过多能量的措施，就会直接导致中间直流回路的节电容器的电压急速上升，达到保护值之后自然会因为电压故障而跳闸。

3.积极避免过电压故障的策略

3.1在电源输入侧增加吸收装置

通过以上过电压的原因分析，可以明确高压变频器通过电压所带来的危害和可能产生的原因。为了避免电网过电压进入到变频器输入侧时，通过各个功率电源逆变桥而产生过多电压，尽量的避免和减少多余能量，向直流回路传递。在此基础上，在进行固定电压的程度限制和允许值的范围时，应该将过电压检测回路的抗干扰性提升。对于电源输入侧有冲击过电压时，尤其是要考虑雷电天气所引起的过电压，补偿电容在合闸或者断开式形成的过电压可能会提升，因此，必须要采用输入侧并联吸收装置，这种吸收装置也可以使用串联电抗器的方法来替换。

3.2从变频器已设定的参数中寻求综合方案

在变频器已经设定的方案中，可知的参数主要有两个，一个是减速时间参数，一个是变频器减速过电压自动处理参数，在工艺处理中，为了不限定负载结束时间，变频器的减速时间参数的设置可以适当的延长，这样就使得负载功能逐渐释放，在释放的过程中不至于太突兀。参数的设定一定不能引起中间回路过电压，特别要注意，当负载惯性较大时，参数的设定将有所波动。参数的设定将有所波动限定要求较高，那么在限定变频器失速自调整功能时，可以将系数减至平均值，当然也可以采用先设定变频器不过电压的方法，也就是说让变频器可以经历暂缓的阶段，然后再设定下一阶段的变频器过电压，这种方法一般被称作分段减速方式。

3.3在变频器设置中采用中间直流回路增加电容的方法调整

为了防止高压变频器过电压在中间直流回路电容和电压稳定的情况下，为了能够提高回路承受过电压的能力，直到电流增加整个变频器回路的电容值，增加电容值之后及时更换，一段时间在容量下降的电容器和变频器过电压处理时可以从设计阶段入手。一般来说，变频电器的设计人员可能会在初期，就选用较大容量的变频器，增大变频器容量就可以获得高压电的过电压保护，使这种保护能力显著提升，这种显著提升的增容能力是目前比较常用的一种方法，在巧妙的使用中间直流回路来增加电容的时候，变频电气的设计人员极尽所能，巧思设计，获得了很大意义上的进步。

3.4适当降低功率电源单元输入电压

因为目前我国的变频器功能单元所普遍采用的蒸馏都都是不可控的，整流桥在电源电压升高的过程中，当处于中间直流回路中，很多用户的电网电压长期处于正向波动值附近。这样就可能会使电脑电压过高，那么变频器中的中间直流回路电压也会慢慢升高，对变频器所承受的耐受值提出挑战。在这种情况下，可以使高压变频器内配置的一项整流变压器高压侧预留约5%的容量，这种一流甚至从出厂时就已经有完善的设置，厂家会在一项变压器输入侧一项变压器输入侧，当电压偏高时，将输入侧改接在5%分接头，这样就可以有效的降低功率单元输入侧的电压，以便于快速的达到提高变压器固定要自我保护能力的效果。

3.5增强规定要检测电路的抗干扰性

在中间直流母线与电路板上的两个连接导线连接的过程中，一般使用的是双绞线设置，现场尽量短就可以使那检测回路的入口处适当的增加滤波电容。同时检测电路的降压电阻选用功率容纳量较小的电阻配件也可以很好的增加直流电路的可靠性。中间直流母线的第二部分应该采取工业等级的基准源，在处理变频器的中间直流回路时，输入侧增加可控的整流电路，将多余的能量回馈给电网也是一个不错的选择。还有比如，一些供电厂家根据实际情况在功率单元内增加谢放电阻为整个的中间直流回路，对于能量的释放提供了一个新的通道，这种释放能量的方法非常有效，而且成本不高，但是能耗较高，有时如果元器件老化可能会出现频繁的或者长时间的投切现象，时间长的情况下容易造成设备的损坏。

结束语

变频器过电压故障对家庭、企业、工厂等各个方面有着巨大的影响，对于高压变频器过电压故障的及时排除、有效监测，对于及时消除设备缺陷有着绝对性的积极意义，因而变频器过电压故障监测的智能化，有着很高的实际价值。

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