變頻器直流過壓報(bào)警分析及解決

第第頁變頻器直流過壓報(bào)警分析及解決摘要：在化工廠循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中，涼水塔冷卻風(fēng)扇由大功率變頻電動機(jī)驅(qū)動。當(dāng)電動機(jī)停車或者遭遇電網(wǎng)波動晃電情況時(shí)，變頻器電源消失并停止輸出，涼水塔冷卻風(fēng)扇由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時(shí)冷卻風(fēng)扇通過傳動裝置帶動驅(qū)動電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，驅(qū)動電動機(jī)將反饋電傳輸?shù)阶冾l器上，經(jīng)過變頻器的逆變回路造成變頻器直流回路過壓報(bào)警。這種非正常的反饋電必將對變頻器中的元器件造成沖擊，可能減少變頻器壽命或者損壞變頻器。因此，消除變頻器直流過壓這一情況出現(xiàn)的分析和解決勢在必行。

關(guān)鍵詞：變頻器；直流過壓；慣性負(fù)載；故障

0引言

化工廠循環(huán)水冷卻系統(tǒng)主要由循環(huán)水泵、涼水塔、冷卻風(fēng)扇、各種管線組成，而循環(huán)水泵和涼水塔冷卻風(fēng)扇則由大功率電動機(jī)和變頻電動機(jī)驅(qū)動。當(dāng)電動機(jī)停車或者遭遇電網(wǎng)晃電情況時(shí)，循環(huán)水泵和涼水塔冷卻風(fēng)扇由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，循環(huán)水電動機(jī)中壓斷路器斷開，同時(shí)驅(qū)動冷卻風(fēng)扇運(yùn)行的電動機(jī)變頻器停止輸出。此時(shí)循環(huán)水泵和冷卻風(fēng)扇通過傳動裝置帶動驅(qū)動電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)（循環(huán)水電動機(jī)中壓斷路器已經(jīng)斷開，在此不作分析），驅(qū)動電動機(jī)將反饋電傳輸?shù)阶冾l器上，經(jīng)過變頻器的逆變回路造成變頻器直流回路過壓報(bào)警。在正常的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，該情況多次出現(xiàn)。這種非正常的反饋電必將對變頻器中的元器件造成沖擊，可能減少變頻器壽命或者損壞變頻器。

1變頻器直流過壓報(bào)警原理分析

電動機(jī)在正常運(yùn)行中將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出，當(dāng)電動機(jī)電源消失（電網(wǎng)波動晃電和正常停機(jī)都會導(dǎo)致電源消失），電動機(jī)自身轉(zhuǎn)速下降很快，但是其所帶負(fù)載慣性很大，轉(zhuǎn)速下降很慢的情況下，負(fù)載反過來會帶動電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，電動機(jī)就變成了發(fā)電機(jī)，向變頻器反饋電能。

電動機(jī)發(fā)出的三相交流電通過變頻器的逆變橋回路整流，轉(zhuǎn)換成直流電加在變頻器直流母線上，當(dāng)直流母線電壓升高到變頻器報(bào)警設(shè)定值時(shí)，將造成變頻器報(bào)警甚至過電壓跳閘。

2解決方法及改造方案

2.1結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際設(shè)置、調(diào)整變頻器控制參數(shù)中頻率下降延時(shí)的時(shí)間：

查閱變頻器操作手冊后得知變頻器控制參數(shù)207為輸出頻率下降時(shí)間，參數(shù)值范圍為1～3600sec，對涼水塔冷卻風(fēng)扇慣性停止的時(shí)間統(tǒng)計(jì)后確定慣性停車時(shí)間為8min，因此，結(jié)合實(shí)際設(shè)置變頻器控制參數(shù)207為480sec。

2.2考慮到變頻器頻率下降延時(shí)在電網(wǎng)晃電、電源消失的情況下失去作用，無法配合大慣量負(fù)載慣性停機(jī)的負(fù)載特性曲線，因此，結(jié)合實(shí)際設(shè)置變頻器頻率下降延時(shí)控制參數(shù)的方法無法應(yīng)對此種情況。

2.3變頻器直流回路中增加制動電阻：

查閱變頻器操作手冊得知可以通過在變頻器直流回路中增加制動電阻（Brakeresistor）的方法消耗直流母線中回饋的電能，限制和降低直流母線電壓。查看現(xiàn)場變頻器上有“R+”和“R-”兩個(gè)接線端子，可以外接制動電阻。

外接制動電阻有很多優(yōu)點(diǎn)：制動能量在變頻器以外得以消耗，且當(dāng)制動電阻過載時(shí)，其發(fā)熱狀況不會影響變頻器內(nèi)部的電路板和元器件；但是在變頻器直流回路中增加制動電阻必須對現(xiàn)場實(shí)際深入了解并結(jié)合操作手冊公式仔細(xì)計(jì)算，選擇電壓等級及阻值合適的制動電阻。否則，一旦制動電阻選擇不合適，制動電阻制動能力不夠也會造成變頻器直流母線電壓過高而報(bào)警甚至跳閘。

2.4改造電動機(jī)電氣一次回路：

改造電動機(jī)一次回路中接觸器的位置，將原來（主電源―接觸器―變頻器―電動機(jī)―慣性負(fù)載）的接線方式更改為（主電源―變頻器―接觸器―電動機(jī)―慣性負(fù)載）的接線方式；或者增加接觸器，將原來（主電源―變頻器―電動機(jī)―慣性負(fù)載）的接線方式更改為（主電源―變頻器―接觸器―電動機(jī)―慣性負(fù)載）的接線方式。

根據(jù)設(shè)計(jì)和變頻器尺寸的不同，變頻器控制柜大致分為兩種：

第一種是變頻器和一次回路、二次回路的元器件及線路安裝在同一個(gè)控制柜中。該情況適用于變頻器比較小，電動機(jī)功率不大的場合。此類控制柜中元器件安裝緊密，額外的空間很少，改造工作受空間限制較多，但是由于電動機(jī)功率不大，電氣一次回路中的接線截面也不大，重新布線也相對容易。

當(dāng)電動機(jī)功率很大（涼水塔冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動電動機(jī)功率200kw），電氣一次回路中斷路器、接觸器尺寸將增加，接線截面將增加，或者變頻器尺寸過大時(shí)，變頻器和電氣一次回路中的斷路器、接觸器并不處于同一個(gè)控制柜中。此類控制柜中額外空間較多，但是電氣一次回路接線截面太大，重新布線、接線很困難。

3采用的方案及效果

結(jié)合我廠現(xiàn)場實(shí)際，勘察變頻器控制柜空間、電氣一次回路接線等情況后，本著減少改造工作量、加快改造時(shí)間、提高工作效率、保證設(shè)備改造后安全可靠運(yùn)行等原則，電氣技術(shù)人員對變頻器控制參數(shù)中頻率下降延時(shí)的時(shí)間進(jìn)行了重新設(shè)置和調(diào)整。

雖然變頻器頻率下降延時(shí)在電網(wǎng)晃電、電源消失的情況下失去作用，無法配合大慣量負(fù)載慣性停機(jī)的負(fù)載特性曲線，但是考慮到電網(wǎng)波動情況很少發(fā)生，變頻器直流回路中暫時(shí)沒有增加制動電阻。

變頻器控制參數(shù)中頻率下降延時(shí)的時(shí)間進(jìn)行重新設(shè)置和調(diào)整后，頻率下降曲線與大慣量負(fù)載慣性停機(jī)的負(fù)載特性曲線配合良好，除一年中個(gè)別兩次電網(wǎng)波動晃電的情況之外，變頻器因直流母線電壓過高而報(bào)警甚至跳閘的情況基本不再發(fā)生。

4結(jié)論

我們從中了解到大慣性負(fù)載驅(qū)動電動機(jī)將反饋電傳輸?shù)阶冾l器上，經(jīng)過變頻器的逆變回路造成變頻器直流回路過壓報(bào)警，對變頻器中的元器件造成沖擊，可能減少變頻器壽命或者損壞變頻器，此類情況對變頻器的正常運(yùn)行影響很大。通過不同的方法可以解決這一問題，保證變頻器能夠正常使用，為企業(yè)節(jié)省資金并提高經(jīng)濟(jì)效益。以上就是我廠一例變頻器直流回路過壓報(bào)警及改造實(shí)例，希望能為其他變頻器的運(yùn)行和維護(hù)提供一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]DanfossVLT8000操作手冊

[2]DanfossVLT5000操作手冊

[3]DanfossVLTAutomat