變頻器過電壓問題的一般處理方法

常用的低壓變頻器屬于交－直－交變頻器，三相電源經(jīng)過整流器得到直流電，通過直流母線向逆變器供電。母線電壓在正常情況下，應(yīng)該約等于進線電壓的1.35倍。?

為了保護變頻器，在母線電壓過高時，變頻器會報過壓故障，并封鎖逆變器的脈沖輸出。這是保護變頻器器件不受損壞的一個重要而且必要的方法。這個故障是不能被屏蔽的。?

變頻器內(nèi)部有母線電壓檢查機構(gòu)，當母線電壓測量值高于某個閾值后，變頻器會報過壓故障。?

造成直流母線過電壓的原因有很多，應(yīng)該根據(jù)實際情況進行分析。如果找對根源，然后對癥下藥，一般都可以解決。?

1、首先是來自進線電壓的影響。?

如果電網(wǎng)質(zhì)量不好，有瞬間高電壓出現(xiàn)，那勢必會造成母線電壓過高。偶爾出現(xiàn)的瞬間的電壓尖峰很難捕捉到，這為故障的診斷增加了難度。如果用示波器或電能質(zhì)量分析儀捕捉到進線電壓的閃變，確認電網(wǎng)存在電壓尖峰的話，那么可以在變頻器進線端安裝電壓尖峰吸收裝置以保護變頻器。?

在打雷時，也可能會對電網(wǎng)電壓產(chǎn)生瞬時影響，也可能會造成變頻器的過電壓故障。不過打雷也是很偶然的事件，不會一直困擾變頻器的運行。不過安全起見，工廠應(yīng)該有防雷措施。?

2、其次是來自輸出端的影響，即逆變器側(cè)。?

在電機制動（即減速）時，電機和負載的動能轉(zhuǎn)化為電能，處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出來的電在直流母線上累積，造成母線電壓越來越高。如果電機的機械系統(tǒng)慣性大，而制動時間短，那么制動功率很大。產(chǎn)生的電能在變頻器內(nèi)不斷累積，來不及釋放，很容易造成直流母線過電壓。針對這種不可避免的情況，變頻器設(shè)計了很多功能來應(yīng)對。一般的處理方法有：?

在工藝要求范圍內(nèi)，延長制動時間。?

在停車過程中，使能Vdmax控制器，自動延長制動時間???使用合適的制動單元和制動電阻（這個是要花錢的）?

使用四象限工作的整流器，比如基于AFE、F3E原理的整流器?

如果使用了PID技術(shù)控制器，注意降低系統(tǒng)響應(yīng)，減P加I，延長濾波時間?

3、最后是硬件問題。?

如果變頻器內(nèi)部的電壓檢測機構(gòu)工作不正常，或者CPU處理機制出了問題，這些都不是設(shè)參數(shù)就能解決的，需要報修。如果是外部機械問題，比如安裝偏心等，這也是要盡量避免的。

變頻器過電壓大概是哪個部分故障？

大家在處理變頻器故障問題時經(jīng)常遇到變頻器過電壓保護這種問題，所謂變頻器的過電壓，是指變頻器電壓超過額定電壓，變頻器過電壓保護就是由于變頻器過電壓而產(chǎn)生的。

由于工作關(guān)系，身為維修電工有時需要對企業(yè)所用近幾十臺各種品牌和規(guī)格的變頻器展開維修。在多年的維修工作經(jīng)歷中，遭遇過比較棘手和故障現(xiàn)象較為奇特的案例不下十余次，為了能與廣大同行相互交流切磋共同提高，本人將這些故障案例分享出來，希望大家能暢所欲言。此番帶來的故障案例，可是折騰了本人許久，并且險些導致誤判。

話說幾天前，本人所在企業(yè)一設(shè)備所用75KW日立L300P型變頻器，在運行過程中報出“E16.1”故障代碼。當筆者前往處置時，考慮到故障代碼含義為“電源電壓過低”，故根據(jù)經(jīng)驗本人將變頻器做斷電再通電操作（注意操作間隔時間應(yīng)＞3分鐘）。經(jīng)過斷電復位后，變頻器各種顯示、指示恢復正常。隨后本人按照流程對變頻器三相電源展開檢測，經(jīng)查三相電壓均在正常范圍之內(nèi)。

考慮到故障有偶發(fā)的可能性，隨即本人按下“RUN”按鍵，使變頻器啟動運行。在正常運行約一刻鐘后，變頻器再次報出同樣的故障代碼并停機！此時立即檢測變頻器電源端電壓，可結(jié)果仍然穩(wěn)定在正常范圍之內(nèi)！

根據(jù)上述情況，不禁想起引發(fā)變頻器該故障的5大原因：

①電源輸入端電壓低于正常值（經(jīng)過兩次檢測，這種故障原因被排除）；

②、直流母線儲能電容發(fā)生失容故障（由于該變頻器投入使用不足兩年，故這種可能性較?。?；

③、針對電源電壓采樣、比較回路當中的元件發(fā)生質(zhì)變（筆者推測這部分原因較大）；

④、緩充接觸器觸點閉合不良（考慮到使用時間不久以及該機平時極少斷電操作，故這種情況本人也認為可能性不大）；

⑤、變頻器主控板當中MCU程序軟件類故障（不過這種損壞概率極低）。

正當我著手準備對故障變頻器進行拆機做近一步檢測時，本人突然意識到好像忽視了一個重要的檢測步驟——前面針對變頻器電源輸入端的電壓測量，只是在靜態(tài)停機和故障發(fā)生后進行的，而忽略了運行過程中三相電源電壓的監(jiān)測！有鑒于此，筆者搬來自己制作的三相電壓獨門監(jiān)測利器：使用6支100W220V白熾燈燈泡，采用兩相間串入2支白熾燈燈泡的方法，對三相電源展開監(jiān)測（至于使用三塊萬用表或電壓表的方法，我自認為一來不夠經(jīng)濟，二來不如白熾燈燈泡來的直觀明顯）。準備就緒后，本人再次合閘送電啟動變頻器。大約過了無法約有6、7分鐘的樣子，接在R、T；T、S兩路的燈泡突然開始閃爍，伴隨著兩路燈泡瞬間熄滅并再次復明（中間過程極短約有2秒鐘的樣子），變頻器報出故障代碼并停機！

通過上面的故障現(xiàn)象，大家不難發(fā)現(xiàn)變頻器三相電源端的T相出現(xiàn)了瞬時缺相或虛接故障。近一步檢查后，引發(fā)此次變頻器報“欠壓”故障的元兇被揪了出來——變頻器所用三相電源空氣斷路器當中一相動觸點（輸出至變頻器電源T相）鎖緊壓力彈簧的螺母發(fā)生松動，從而導致動靜觸點間閉合不良，以致引發(fā)此次故障。

經(jīng)過以上案例，本人在網(wǎng)上翻閱出一些變頻器過電壓的處理方法，希望對大家有所幫助！

變頻器過電壓的防護措施根據(jù)變頻器過電壓產(chǎn)生的原因不同而不同。

（1）對于變頻器移相變壓器的分斷過電壓，采用阻容吸收網(wǎng)絡(luò)和氧化鋅避雷器組成過電壓吸收回路，取得較好效果。

（2）對于變壓器帶負載合閘產(chǎn)生的過電壓，可以選用周期性能好的開關(guān)（開關(guān)長期操作后會出現(xiàn)不同期）；采用良好的阻容吸收回路或者有源抑制器技術(shù)方案；采用帶靜電屏蔽措施的變壓器，也可以有效地抑制合閘過電壓。但是大功率變壓器在制作靜電屏蔽層的難度將是相當大的。

（3）對整流元件換向產(chǎn)生的過電壓，注意點是：整流元件的反向耐壓值要足夠，其次就是吸收回路和續(xù)流回路必須措施得當。否則整流器件就有可能被過電壓擊穿。

（4）由于變頻器工作時的過電壓基本上是變壓器分閘合閘時產(chǎn)生，因此應(yīng)該從變壓器開始想辦法抑制變頻器的過電壓。可以采用：

①加大變壓器勵磁電感和對地電容，加大勵磁電感即減小空載電流，這都會引起變壓器成本的增加。

②加大變壓器對地電容：原理上容易分析，但是實際上由于變壓器本身的結(jié)構(gòu)和材料限制，要想做出任意絕緣方式或絕緣等級高的變壓器是不太可能的，因此要想較大地增加變壓器的對地電容C也是相當困難的。