變頻器過(guò)電壓應(yīng)該這樣解決

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)具體情沉采取相應(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)，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)變頻器誠(chéng)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。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)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。

1.變頻器過(guò)電壓的處理方法

（1）對(duì)于變頻器移相變壓器的分?jǐn)噙^(guò)電壓，采用阻容吸收網(wǎng)絡(luò)和氧化鋅避雷器組成過(guò)電壓吸收回路，取得較好效果。

（2）對(duì)于變壓器帶負(fù)載合閘產(chǎn)生的過(guò)電壓，可以選用周期性能好的開(kāi)關(guān)（開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期操作后會(huì)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(guò)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(dāng)大的。

（3）對(duì)整流元件換向產(chǎn)生的過(guò)電壓，注意點(diǎn)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(dāng)。否則整流器件就有可能被過(guò)電壓擊穿。

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

①加大變壓器勵(lì)磁電感和對(duì)地電容，加大勵(lì)磁電感即減小空載電流，這都會(huì)引|起變壓器成本的增加。

②加大變壓器對(duì)地電容：原理上容易分析，但是實(shí)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(jí)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(duì)地電容C也是相當(dāng)困難的。