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變頻器過(guò)流和過(guò)載故障的區(qū)別以及應(yīng)對(duì)措施

時(shí)間:2024-07-30    作者:津信變頻    點(diǎn)擊:次

過(guò)載,是一個(gè)時(shí)間概念,是指負(fù)載在連續(xù)時(shí)間內(nèi)超過(guò)額定負(fù)載一定的倍數(shù)

過(guò)載,最重要的概念就是連續(xù)時(shí)間。比如,某變頻器過(guò)載能力160%一分鐘,就是指,負(fù)載連續(xù)一分鐘達(dá)到額定負(fù)載的1.6倍是沒(méi)有任何問(wèn)題的。假如在59秒的時(shí)候,負(fù)載突然變小,那么是不會(huì)觸發(fā)過(guò)載報(bào)警的。只有在60秒剛過(guò)的時(shí)候,才會(huì)觸發(fā)過(guò)載報(bào)警。

 

過(guò)流,是一個(gè)數(shù)量概念,是指負(fù)載突然超過(guò)額定負(fù)載多少倍。

過(guò)流的時(shí)間非常短,而且超過(guò)的倍數(shù)非常大,通常都是十幾甚至幾十倍。比如,電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)械軸突然堵轉(zhuǎn) ,那么此時(shí)電機(jī)的電流在短時(shí)間內(nèi)會(huì)極速上升,導(dǎo)致過(guò)流故障。

圖片

過(guò)流和過(guò)載屬于變頻器最常見(jiàn)的故障,要區(qū)別變頻器到底是過(guò)流跳閘還是過(guò)載跳閘,首先就要搞清楚他們之間的區(qū)別,一般來(lái)說(shuō)過(guò)載也一定過(guò)電流,但是變頻器為什么要把過(guò)電流和過(guò)載分開(kāi)呢?這里面主要有2個(gè)區(qū)別:

 

(1)保護(hù)對(duì)象不同

過(guò)電流主要用于保護(hù)變頻器,而過(guò)載主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)。因?yàn)樽冾l器的容量有時(shí)需要比電動(dòng)機(jī)的容量加大一檔甚或兩檔,在這種情況下,電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí),變頻器不一定過(guò)電流。

過(guò)載保護(hù)由變頻器內(nèi)部的電子熱保護(hù)功能進(jìn)行,在預(yù)置電子熱保護(hù)功能時(shí),應(yīng)該準(zhǔn)確地預(yù)置“電流取用比”,即電動(dòng)機(jī)額定電流和變頻器額定電流之比的百分?jǐn)?shù):

IM%=IMN*100%I/IM

式中,IM%—電流取用比;

IMN—電動(dòng)機(jī)的額定電流,A;

IN—變頻器的額定電流,A。

 

(2)電流的變化率不同

過(guò)載保護(hù)發(fā)生在生產(chǎn)機(jī)械的工作過(guò)程中,電流的變化率di/dt通常較小;

除了過(guò)載以外的其他過(guò)電流,常常帶有突發(fā)性,電流的變化率di/dt往往較大。

 

(3)過(guò)載保護(hù)具有反時(shí)限特性

過(guò)載保護(hù)主要是防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱,故具有類似于熱繼電器的“反時(shí)限”特點(diǎn)。就是說(shuō),如果與額定電流相比,超過(guò)得不多,則允許運(yùn)行的時(shí)間可以長(zhǎng)一些,但如果超過(guò)得較多的話,允許運(yùn)行的時(shí)間將縮短。

 

此外,由于在頻率下降時(shí),電動(dòng)機(jī)的散熱狀況變差。所以,在同樣過(guò)載50%的情況下,頻率越低則允許運(yùn)行的時(shí)間越短。

圖片

變頻器的過(guò)流跳閘
 
 

變頻器的過(guò)電流跳閘又分短路故障、運(yùn)行過(guò)程中跳閘和升、降速過(guò)程中跳閘等情況。

 

1、短路故障:

(1)故障特點(diǎn)

(a)第一次跳閘有可能在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生,但如復(fù)位后再起動(dòng),則往往一升速就跳閘。

(b)具有很大的沖擊電流,但大多數(shù)變頻器已經(jīng)能夠進(jìn)行保護(hù)跳閘,而不會(huì)損壞。由于保護(hù)跳閘十分迅速,難以觀察其電流的大小。

 

(2)判斷與處理

第一步,首先要判斷是否短路。為了便于判斷,在復(fù)位后再起動(dòng)前,可在輸入側(cè)接入一個(gè)電壓表,重新啟動(dòng)時(shí),電位器從零開(kāi)始緩慢旋動(dòng),同時(shí),注意觀察電壓表。如果變頻器的輸出頻率剛上升就立即跳閘,且電壓表的指針有瞬間回“0”的跡象,則說(shuō)明變頻器的輸出端已經(jīng)短路或接地。

 

第二步,要判斷是在變頻器內(nèi)部短路,還是在外部短路。這時(shí),應(yīng)將變頻器輸出端的接線脫開(kāi),再旋動(dòng)電位器,使頻率上升,如仍跳閘,說(shuō)明變頻器內(nèi)部短路;如不再跳閘,則說(shuō)明是變頻器外部短路,應(yīng)檢查從變頻器到電動(dòng)機(jī)之間的線路,以及電動(dòng)機(jī)本身。

 

2、輕載過(guò)電流負(fù)載很輕,卻又過(guò)電流跳閘:

這是變頻調(diào)速所特有的現(xiàn)象。在V/F控制模式下,存在著一個(gè)十分突出的問(wèn)題:就是在運(yùn)行過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)磁路系統(tǒng)的不穩(wěn)定。其基本原因在于:

低頻運(yùn)行時(shí),為了能帶動(dòng)較重的負(fù)載,常常需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(即提高U/f比,也叫轉(zhuǎn)矩提升)。導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)磁路的飽和程度隨負(fù)載的輕重而變化。這種由電動(dòng)機(jī)磁路飽和引起的過(guò)電流跳閘,主要發(fā)生在低頻、輕載的情況下。解決方法:反復(fù)調(diào)整U/f比。

 

3、重載過(guò)電流:

(1)故障現(xiàn)象有些生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中負(fù)荷突然加重,甚至“卡住”,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因帶不動(dòng)而大幅下降,電流急劇增加,過(guò)載保護(hù)來(lái)不及動(dòng)作,導(dǎo)致過(guò)電流跳閘。

(2)解決方法

(a)首先了解機(jī)械本身是否有故障,如果有故障,則修理機(jī)器。

(b)如果這種過(guò)載屬于生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常可能出現(xiàn)的現(xiàn)象,則首先考慮能否加大電動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間的傳動(dòng)比?適當(dāng)加大傳動(dòng)比,可減輕電動(dòng)機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩,避免出現(xiàn)帶不動(dòng)的情況。如無(wú)法加大傳動(dòng)比,則只有考慮增大電動(dòng)機(jī)和變頻器的容量了。

 

4、升速或降速中過(guò)電流:

這是由于升速或降速過(guò)快引起的,可采取的措施有如下:

(1)延長(zhǎng)升(降)速時(shí)間首先了解根據(jù)生產(chǎn)工藝要求是否允許延長(zhǎng)升速或降速時(shí)間,如允許,則可延長(zhǎng)升(降)速時(shí)間。

(2)準(zhǔn)確預(yù)臵升(降)速自處理(防失速)功能變頻器對(duì)于升、降速過(guò)程中的過(guò)電流,設(shè)臵了自處理(防失速)功能。當(dāng)升(降)電流超過(guò)預(yù)臵的上限電流時(shí),將暫停升(降)速,待電流降至設(shè)定值以下時(shí),再繼續(xù)升(降)速。

 

變頻器的過(guò)載跳閘
 
 

電動(dòng)機(jī)能夠旋轉(zhuǎn),但運(yùn)行電流超過(guò)了額定值,稱為過(guò)載。過(guò)載的基本反應(yīng)是:電流雖然超過(guò)了額定值,但超過(guò)的幅度不大,一般也不形成較大的沖擊電流。

 

1、過(guò)載的主要原因

(1)機(jī)械負(fù)荷過(guò)重,負(fù)荷過(guò)重的主要特征是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱,并可從顯示屏上讀取運(yùn)行電流來(lái)發(fā)現(xiàn)。

(2)三相電壓不平衡,引起某相的運(yùn)行電流過(guò)大,導(dǎo)致過(guò)載跳閘,其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱不均衡,從顯示屏上讀取運(yùn)行電流時(shí)不一定能發(fā)現(xiàn)(因顯示屏只顯示一相電流)。

(3)誤動(dòng)作,變頻器內(nèi)部的電流檢測(cè)部分發(fā)生故障,檢測(cè)出的電流信號(hào)偏大,導(dǎo)致跳閘。

 

2、檢查方法

(1)檢查電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱,如果電動(dòng)機(jī)的溫升不高,則首先應(yīng)檢查變頻器的電子熱保護(hù)功能預(yù)臵得是否合理,如變頻器尚有余量,則應(yīng)放寬電子熱保護(hù)功能的預(yù)臵值。

 

如果電動(dòng)機(jī)的溫升過(guò)高,而所出現(xiàn)的過(guò)載又屬于正常過(guò)載,則說(shuō)明是電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過(guò)重。這時(shí),首先應(yīng)能否適當(dāng)加大傳動(dòng)比,以減輕電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)荷。如能夠加大,則加大傳動(dòng)比。如果傳動(dòng)比無(wú)法加大,則應(yīng)加大電動(dòng)機(jī)的容量。

 

(2)檢查電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓是否平衡,如果電動(dòng)機(jī)側(cè)的三相電壓不平衡,則應(yīng)再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡,如也不平衡,則問(wèn)題在變頻器內(nèi)部。

 

如變頻器輸出端的電壓平衡,則問(wèn)題在從變頻器到電動(dòng)機(jī)之間的線路上,應(yīng)檢查所有接線端的螺釘是否都已擰緊,如果在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間有接觸器或其他電器,則還應(yīng)檢查有關(guān)電器的接線端是否都已擰緊,以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。

 

如果電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓平衡,則應(yīng)了解跳閘時(shí)的工作頻率:

如工作頻率較低,又未用矢量控制(或無(wú)矢量控制),則首先降低U/f比,如果降低后仍能帶動(dòng)負(fù)載,則說(shuō)明原來(lái)預(yù)臵的U/f比過(guò)高,勵(lì)磁電流的峰值偏大,可通過(guò)降低U/f比來(lái)減小電流;如果降低后帶不動(dòng)負(fù)載了,則應(yīng)考慮加大變頻器的容量;如果變頻器具有矢量控制功能,則應(yīng)采用矢量控制方式。  

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