變頻器過(guò)電壓的原因及解決方法

1、變頻器過(guò)電壓的原因及解決方法過(guò)電壓產(chǎn)生后，變頻器為了防止內(nèi)部電路損壞，其過(guò)電壓保護(hù)功能將動(dòng)作，使變頻器停止運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。變頻器在調(diào)試與使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，其中過(guò)電壓現(xiàn)象最為常見(jiàn)。過(guò)電壓產(chǎn)生后，變頻器為了防止內(nèi)部電路損壞，其過(guò)電壓保護(hù)功 能將動(dòng)作，使變頻器停止運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。因此必須采 取措施消除過(guò)電壓，防止故障的發(fā)生。由于變頻器與電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合 不同，產(chǎn)生過(guò)電壓的原因也不相同，所以應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的 對(duì)策。過(guò)電壓的產(chǎn)生與再生制動(dòng)所謂變頻器的過(guò)電壓，是指由于種種原因造成的變頻器電壓超過(guò) 額定電壓，集中表現(xiàn)在變頻器直流母線的直流電壓上。正常工作時(shí)，

2、變頻器直流部電壓為三相全波整流后的平均值。若以 380V線電壓計(jì) 算，則平均直流電壓 Ud=1.35U線=513V。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線上的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上升 至700V左右時(shí)，（因機(jī)型而異）變頻器過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作。造成過(guò)電壓 的原因主要有兩種：電源過(guò)電壓和再生過(guò)電壓。電源過(guò)電壓是指因電源電壓過(guò)高而使直流母線電壓超過(guò)額定值。 而現(xiàn)在大部分變頻器的輸入電壓最高可達(dá)460V，因此，電源引起的過(guò)電壓極為少見(jiàn)。本文主要討論的問(wèn)題是再生過(guò)電壓。產(chǎn)生再生過(guò)電壓主要有以下 原因：當(dāng)大GD2（飛輪力矩）負(fù)載減速時(shí)變頻器減速時(shí)間設(shè)定過(guò)短；電機(jī) 受外力影響（風(fēng)機(jī)、牽伸機(jī)）或位能負(fù)載（電梯、起重機(jī)）下放

3、。由于這 些原因，使電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于變頻器的指令轉(zhuǎn)速，也就是說(shuō)，電機(jī)轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)速超過(guò)了同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率為負(fù)，轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相反，其產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為阻礙旋轉(zhuǎn)方向 的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際上處于發(fā)電狀態(tài)，負(fù)載的動(dòng)能被再生”成為電能。再生能量經(jīng)逆變部續(xù)流二極管對(duì)變頻器直流儲(chǔ)能電容器充電，使直流母線電壓上升，這就是再生過(guò)電壓。因再生過(guò)電壓的過(guò)程中產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)矩與原轉(zhuǎn)矩相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此再生過(guò)電壓的過(guò)程也就是再 生制動(dòng)的過(guò)程。換句話說(shuō)，消除了再生能量，也就提高了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 如果再生能量不大，因變頻器與電機(jī)本身具有 20%的再生制動(dòng)能力， 這部分電能將被變頻器及電機(jī)

4、消耗掉。若這部分能量超過(guò)了變頻器與 電機(jī)的消耗能力，直流回路的電容將被過(guò)充電，變頻器的過(guò)電壓保護(hù) 功能動(dòng)作，使運(yùn)行停止。為避免這種情況的發(fā)生，必須將這部分能量 及時(shí)的處理掉，同時(shí)也提高了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這就是再生制動(dòng)的目的。過(guò)電壓的防止措施由于過(guò)電壓產(chǎn)生的原因不同，因而采取的對(duì)策也不相同。對(duì)于在 停車過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓現(xiàn)象，如果對(duì)停車時(shí)間或位置無(wú)特殊要求， 那么可以采用延長(zhǎng)變頻器減速時(shí)間或自由停車的方法來(lái)解決。所謂自由停車即變頻器將主開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi)，讓電機(jī)自由滑行停止。如果對(duì)停車時(shí)間或停車位置有一定的要求， 那么可以采用直流制 動(dòng)（DC制動(dòng)）功能。直流制動(dòng)功能是將電機(jī)減速到一定頻率后，在電 機(jī)定子繞組

5、中通入直流電，形成一個(gè)靜止的磁場(chǎng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割 這個(gè)磁場(chǎng)而產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使負(fù)載的動(dòng)能變成電能以熱量的形式 消耗于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，因此這種制動(dòng)又稱作能耗制動(dòng)。在直流制動(dòng) 的過(guò)程中實(shí)際上包含了再生制動(dòng)與能耗制動(dòng)兩個(gè)過(guò)程。這種制動(dòng)方法效率僅為再生制動(dòng)的30-60%,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。由于將能量消耗于電 機(jī)中會(huì)使電機(jī)過(guò)熱，所以制動(dòng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。而且直流制動(dòng)開(kāi)始頻率， 制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)電壓的大小均為人工設(shè)定， 不能根據(jù)再生電壓的高低 自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而直流制動(dòng)不能用于正常運(yùn)行中產(chǎn)生的過(guò)電壓，只能用于停車時(shí)的制動(dòng)。對(duì)于減速（從高速轉(zhuǎn)為低速，但不停車）時(shí)因負(fù)載的GD2（飛輪轉(zhuǎn) 矩）過(guò)大而產(chǎn)生的過(guò)電壓，可以采取適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間的方法來(lái)解決。 其實(shí)這種方法也是利用再生制動(dòng)原理，延長(zhǎng)減速時(shí)間只是控制負(fù)載的 再生電壓對(duì)變頻器的充電速度，使變頻器本身的20%的再生制動(dòng)能力 得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用 （包括位能下放）而使電 機(jī)處于再生狀態(tài)的負(fù)載，因其正常運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)，再生能量過(guò)高無(wú) 法由變頻器本身消耗掉，因此不可能采用直流制動(dòng)或延長(zhǎng)減速時(shí)間的 方法。再生制動(dòng)與直流制動(dòng)相比