變頻器過電壓故障處理對策

　　對於變頻器過電壓故障的處理，關鍵一是中間直流回路多餘能量如何及時處理；二是如何避免或減少多餘能量向中間直流回路饋送，使其過電壓的程度限定在允許的限值之內。下面是主要的對策:
　　(1)在電源輸入側增加吸收裝置，減少過電壓因素 對於電源輸入側有衝擊過電壓、雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓可能發生的情況下，可以采用在輸入側並聯浪湧吸收裝置或串聯電抗器等方法加以解決。
　　(2)從變頻器已設定的參數中尋找解決辦法 在變頻安川變頻器器可設定的參數中主要有兩點: 減速時間參數和變頻器減速過電壓自處理功能。在工藝流程中如不限定負載減速時間時，變頻器減速時間參數的設定不要太短，而使得負載動能釋放的太快，該參數的設定要以不引起中間回路過電壓為限，特別要注意負載慣性較大時該參數的設定。如果工藝流程對負載減速時間有限制，而在限定時間內變頻器出現過電壓跳閘現像，就要設定變頻器失速自整定功能或先設定變頻器不過壓情況下可減至的頻率值，暫緩後減速至零，減緩頻率減少的速度。 是中間直流回路過電壓倍數。
　　(3)分析工藝流程，在工藝流程中尋找解決辦法 如我廠氫氧化鋁撈取浮遊物項目袋濾機系統，有8台50kW進料泵、4台30kW回流泵采用變頻器調速，在袋濾機工作流程中每隔20～30min需要將吸附在濾布上的濾餅除去，除去濾餅的方法是使濾布的出料側壓力高於進料側壓力，形成較高的壓差使料漿倒流來實現的。在蓄能階段，進料泵閉環於流量參數，為了保持恆定流量，變頻器的頻率一直在提升，到了回流階段，進料閥門突然關閉，進料泵變頻器負載突降，電機進入再生發電狀態，引發過電壓故障。我們分析在蓄能階段後期只要在袋濾機內形成滿足去除濾餅所要求的壓力即可，沒有必要形成過高的壓力，而使變頻器運行於過高的頻率段，對於此故障可以在蓄能階段引入袋濾機內部壓力值，達到所需壓力即停止頻率的上升。或可以在蓄能的整個階段停止頻率的上升，這樣就可以大幅減少回流階段負載側能量向中間直流回路的回饋。這一點在DCS集散控制系統中是可以辦到的。 如袋濾機系統中回流泵因2～3台袋濾機對濾布反衝洗時，循環卸料，時間短，流量大，料漿中混有空氣，引起回流泵打空轉，負載突減，使電動機處於再生制動東元變頻器工況，導致變頻器中間直流回路過電壓，變頻器保護跳閘，對於這一故障，可以從工藝方面入手，在每台袋濾機的回流出口至回流槽處加緩衝槽，改變回流流量突變狀況，減小流量變化對變頻器的影響，解決過電壓問題。
　　(4)采用增加泄放電阻的方法 一般小於7。5kW的變頻器在出廠時內部中間直流回路均裝有控制單元和泄放電阻，大於7。5kW的變頻器需根據實際情況外加控制單元和泄放電阻，為中間直流回路多餘能量釋放提供通道，是一種常用的泄放能量的方法。其不足之處是能耗高，可能出現頻繁投切或長時間投運，致使電阻溫度升高、設備損壞。
　　(5)在輸入側增加逆變電路的方法 處理變頻器中間直流回路能量最好的方法就是在輸入側增加逆變電路，可以將多餘的能量回饋給電網。但逆變橋價格昂貴，技術要求復雜，不是較經濟的方法。這樣在實際中就限制了它的應用，只有在較高級的場合才使用。
　　(6)采用在中間直流回路上增加適當電容的方法 中間直流回路電容對其電壓穩定、提高回路承受過電壓的能力起著非常重要的作用。適當增大回路的電容量或及時更換運行時安川伺服馬達間過長且容量下降的電容器是解決變頻器過電壓的有效方法。這裡還包括在設計階段選用較大容量的變頻器的方法，是以增大變頻器容量的方法來換取過電壓能力的提高。
　　(7)在條件允許的情況下適當降低工頻電源電壓 目前變頻器電源側一般采用不可控整流橋，電源電壓高，中間直流回路電壓也高，電源電壓為380V、400V、450V時，直流回路電壓分別為537V、565V、636V。有的變頻器距離變壓器很近，變頻器輸入電壓高達400V以上，對變頻器中間直流回路承受過電壓能力影響很大，在這種情況下，如果條件允許可以將變壓器的分接開關放置在低壓檔，通過適當降低電源電壓的方式，達到相對提高變頻器過電壓能力的目的。
　　(8)多台變頻器共用直流母線的方法 至少兩台同時運行的變頻器共用直流母線可以很好的解決變頻器中間直流回路過電壓問題，因為任何一台變頻器從直流母線上取用的電流一般均大於同時間從外部饋入的多餘電流，這樣就可以基本上保持共用直流母線的電壓。使用共用直流母線存在的最大的問題應是共用直流母線保護上的問題，在利用共用直流母線解決過電壓的問題時應注意這一點。
　　(9)通過控制系統功能優勢解決變頻器過電壓問題 在很多工藝流程中，變頻器的減速和負載的突降是受控制系統支配的，可以利用控制系統的一些功能，在變頻器的減速和負載的突降前進行控制，減少過多的能量饋入變頻器中間直流回路。如對於規律性減速過電壓故障，可將變頻器輸入側的不可控整流橋換成半可控或全控整流橋，在減速前將中間直流電壓控制在允許的較低值，相對加大中間直流回路承受饋入能量的能力，避免產生過電壓故障。而對於規律性負載突降過電壓故障，可利用控制系統如FOXBORO的DCS集散系統的控制功能，在負載突降前，將變頻器的頻率作適當提升，減少負載側過多的能量饋入中間直流回路，以減少其引起的過電壓故障。

變頻器使用注意事項

　　變頻器使用注意事項
　　1、物理環境
　　1)工作溫度。變頻器內部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有餘地，最安川變頻器好控制在40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應安裝在箱體上部，並嚴格遵守產品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發熱元件或易發熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
　　2)環境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內部易出現結露現象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發短路事故。必要時，必須在箱中增加幹燥劑和加熱器。
　　3)腐蝕性氣體。使用環境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應把控制箱制成封閉式結構，並進行換氣。
　　4)振動和沖擊。裝有變頻器的控制櫃受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。這時除了提高控制櫃的機械強度、遠離振動源和沖擊源外，還應使用抗震橡皮墊固定控制櫃外和內電磁開關之類產生振動的元器件。設備運行一段時間後，應對其進行檢查和維護。
　　2、電氣環境
　　1)防止電磁波幹擾。變頻器在工作中由於整流和變頻，周圍產生了很多的幹擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的幹擾。因此，櫃內儀表和電子系統，應該選用安川伺服馬達金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的幹擾。所有的元器件均應可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應接地。如果處理不好電磁幹擾，往往會使整個系統無法工作，導致控制單元失靈或損壞。
　　2)防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩定時要有穩壓設備，否則會造成嚴重後果。
　　3、接地
　　變頻器正確接地是提高控制系統靈敏度、抑制噪聲能力的重東元變頻器要手段，變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導線截面積應不小於2mm2，長度應控制在20m以內。變頻器的接地必須與動力設備接地點分開，不能共地。信號輸入線的屏蔽層，應接至E(G)上，其另一端絕不能接於地端，否則會引起信號變化波動，使系統振蕩不止。變頻器與控制櫃之間應電氣連通，如果實際安裝有困難，可利用銅芯導線跨接。
　　4、防雷
　　在變頻器中，一般都設有雷電吸收網絡，主要防止瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞。但在實際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器的吸收網絡是不能滿足要求的。在雷電活躍地區，這一問題尤為重要，如果電源是架空進線，在進線處裝設變頻專用避雷器(選件)，或有按規范要求在離變頻器20m的遠處預埋鋼管做專用接地保護。如果電源是電纜引入，則應做好控制室的防雷系統，以防雷電竄入破壞設備。

漲知識 | 如何解決變頻器的幹擾問題?

　　以下內容是解決現場幹擾的主要步驟：
　　1、采用軟件抗幹擾措施：具體來講就是通過變頻器的人機界面下調變頻器的載波頻率，把該值調低到一個適當的范圍。如果這個方法不能奏效，安川變頻器那麼只能采取下面的硬件抗幹擾措施。
　　2、進行正確的接地：通過現場的具體調研我們可以看到，現場的接地情況是不甚理想的。而正確的接地既可以是系統有效地抑制外來幹擾，又能降低設備本身對外界的幹擾，是解決變頻器幹擾最有效的措施。具體來講就是做到以下幾點：
　　(1)變頻器的主回路端子E必須接地，該接地可以和該變頻器所帶的電機共地，但不能與其它的設備共地，必須單獨打接地極，且該接地點應該盡量遠離弱電設備的接地點。同時，變頻器接地導線的截面積應不小於4mm2，長度應控制在20m以內。
　　(2)其它機電設備的地線中保護接地和工作接地應分開單獨設接地極，並最後彙入配電櫃的電氣接地點。控制信號的屏蔽地和主電路導線的屏蔽地也應分開單獨設接地極，並最後彙入配電櫃的電氣接地點。
　　3、屏蔽幹擾源
　　屏蔽幹擾源是抑制幹擾的很有效的方法。通常變安川伺服馬達頻器本身用鐵殼屏蔽，可以不讓其電磁幹擾泄露，但變頻器的輸出線最好用鋼管屏蔽最好還要加裝磁環，平行並繞3—4圈,有助於抑制高次諧波，特別是以外部信號(從控制器上輸出4~20mA信號)控制變頻器時，要求該控制信號線盡可能短(一般為20m以內)，且必須采用屏蔽雙絞線，並與主電路線(AC380)及控制線(AC220V)完全分離。此外，系統中的電子敏感設備線路也要求采用屏蔽雙絞線，特別是壓力信號。且系統中所有的信號線決不能和主電路線及控制線放於同一配管或線槽內。為使屏蔽有效，屏蔽層必須可靠接地。
　　4、合理的布線
　　具體方法有：(1)設備的電源東元變頻器線和信號線應盡量遠離變頻器的輸入、輸出線： (2)其它設備的電源線和信號線應避免和變頻器的輸入、輸出線平行;如果采取了以上的辦法之後還是不能夠奏效，那麼繼續以下辦法。
　　5、幹擾的隔離
　　所謂幹擾的隔離，是指從電路上把幹擾源和易受幹擾的部分隔離開來，使他們不發生電的聯系。通常是在電源和控制器及變送器等放大器電路之間在電源線上采用隔離變壓器以免傳導幹擾，電源隔離變壓器可應用噪聲隔離變壓器。
　　6、在系統線路中設置濾波器
　　設備濾波器的作用是為了抑制幹擾信號從變頻器通過電源線傳導幹擾到電源和電動機。為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側可設置輸出濾波器;為減少對電源幹擾，可在變頻器輸入側設置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設備如控制器和變送器等，可在該設備的電源線上設置電源噪聲濾波器以免傳導幹擾。濾波器根據使用位置的不同，可分為：
　　(1)輸入濾波器通常有兩種：a、線路濾波器：主要由電感線圈構成，它通過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。b、輻射濾波器：主要由高頻電容器構成，它將吸收點頻率很高的、具有輻射能量的諧波成分。
　　(2)輸出濾波器也由電感線圈構成。它可以有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分。非但起到抗幹擾的作用，且能消弱電動機中由高次諧波產生的諧波電流引起的附加轉矩。對於變頻器輸出端的抗幹擾措施，必須注意一下方面：
　　a、變頻器的輸出端不允許接入電容器、以免在逆變管導通(關斷)瞬間，產生峰值很大的充電(或放電)電流，損害逆變管;b、當輸出濾波器由LC電路構成時，濾波器內接入電容器的一側，必須與電動機側相接。
　　7、采用電抗器
　　在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波成分(5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等)所占的比重是很高的，它們除了可能幹擾其它設備的正常運行之外，還因為它們消耗了大量的無功功率，使線路的功率因素大為下降。在輸入電路內串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。根據接線位置的不同，主要有以下兩種：
　　(1)交流電抗器：串聯在電源與變頻器的輸入側之間。其主要功能有： a、通過抑制諧波電流，將功率因素提高至(0.75-0.85); b、削弱輸入電路中的浪湧電流對變頻器的沖擊; c、削弱電源電壓不平衡的影響。
　　(2)直流電抗器：串聯在整流橋和濾波電容器之間。它的功能比較單一，就是削弱輸入電流中的高次諧波成分。但在提高功率因素方面比交流電抗器有效，可達0.95，並具有結構簡單、體積小等優點。