变频器过流与过载原因的分析

1、百度文库电动机知识变频器过流和过载原因的分析一、引言变频器具有显著节能效果，已在煤炭企业推广和应用。 但是在实 际生产中，因为变频器过流过载造成跳闸的现象经常发生，又由于一线的机电技术操作人员对其了解不深，维修不及时，影响到煤炭生产的正常进行。 所以，对其进行理论综合分析并提由解决 方案，对提高煤炭生产能力，降低事故率具有实际意义。' 二、过电流跳闸及原因分析变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降 速过程中跳闸等情况。1、短路故障、故障特点、第一次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往 往一升速就跳闸、具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，

2、而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速 ，难以观察其电流的大小。、判断与处理、判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可在输入侧 接入一个电压表。重新起动时 ，电位器从零开始缓慢旋动，同时, 注意观察电压表。如果变频器的输由频率刚上升就立即跳闸 / , 且电压表的指针有瞬间回“零”的迹象，则说明变频器的输由端已经短路或接地、要判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。应将变频器输 由端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升如仍跳闸，说明变频 器内部短路；如不再跳闸，则说明是变频器外部短路，应检查从变 频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。百度文库2、轻载过电流负载很轻，却又过电流跳闸，这是变频调

3、速所特有的现象。在 V/ F控制模式下，存在着一个十分突生的问题 ：即在运行过程中，电 动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于、:低频运行时，为了能带 动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高U/ f比,也叫转 矩提升）。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整U/ f比。3、重载过电流、故障现象：有些生产机械在运行过程中负荷突然加重 ，甚至“卡 住”，电动机的转速因带不动而大幅下降 ，电流急剧增加，过载保 护来不及动作，导致过电流跳闸。、解决方法、首先了解机械本身是否有故障 ，如果有故障，则修理机器；、

4、如果这种过载属于生产过程中经常由现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比。适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免由现带不动的情况。如无法加大传动比， 则应考虑增大电动机和变频器的容量。4、升速或降速中过电流这种现象是由于升速或降速过快引起的，可采取如下措施：、延长升（降）速时间：首先了解生产工艺要求是否允许延长升/ （降）速时间，如允许，则可延长升（降）速时间；变频器技术网，、准确预置升（降）速自处理（防失速）功能:变频器对于升、降速 过程中的过电流，设置了自处理（防失速）功能”当升（降）电流超 过预置的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下 时，再继续升（降）

5、速。/三、过载跳闸及原因分析百度文库电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。过载的基 本特征是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不 形成较大的冲击电流。1、过载的主要原因、机械负荷过重，其主要特征是电动机发热，可从显示屏上读取运 行电流来发现；Domain直流减速电机 More:2saffa、三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其 特点是电动机发热不均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流）；、误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障检测生的电流信号偏大，导致跳闸。2、检查方法、检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先

6、应检查变 频器的电子热保护功能预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预置值。如果电动机的温升过高，而所由现的过载又属于正常过载，则说 明是电动机的负荷过重。 这时，应考虑能否适当加大传动比，以减 轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比。如果传动比无法加大、，则应加大电动机的容量。、检查电动机侧三相电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不/平衡，则应再检查变频器输由端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部。如变频器输由端的电压平衡/,则问题在 从变频器到电动机之间的线路上，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器或其它电器，则还应检

7、查有关电器的接线端是否都已拧紧，以及触点的接触 状况是否良好等。如果电动机侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的工作频率：如工百度文库作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低 U/ f 比，如果降低后仍能带动负载，则说明原来预置的 U/ f比过高， 励磁电流的峰值偏大，可通过降低U/八比来减小电流；如果降低 后带不动负载了 ，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有 矢量控制功能，则应采用矢量控制方式。四、结论由于煤矿生产环境相对于其它行业较为恶劣，湿度大，有淋水，灰尘多，并且安装条件狭窄，操作人员应认真仔细操作，制定专门的变频器操作规程予以指导才会从根本上杜绝或减少变频器 发生事故。

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10、器最终选型为ABB变频器ACS800,电动机选用专用鼠笼变频电动机。在众多交流变频调 速装置中，ABB变频器以其性能的稳定性，选件扩展功能的丰 富性，编程环境的灵活性，力矩特性的优良性和在不同场合使 用的适应性，使其在变频器高端市场中占有相当重要的地位。 ACC800变频器是ACS800系列中具有提升机应用程序的重要一 员，它在全功率范围内统一使用了相同的控制技术，例如起动百度文库向导，自定义编程，DTC控制等，非常适合作为起重机主起升 变频器使用。本文结合南京梅山冶金发展有限公司设备分公司 所负责维修管理的宝钢集团梅钢冷轧厂27台桥式起重机变频 调速控制系统，详细介绍 ACC800变频器在起

11、重机主起升中的 应用。1DTC控制技术DTC （直接转矢巨控制,DirectTorqueControl ）技术是 ACS800 变频器的核心技术，是交流传动系统的高性能控制方法之一， 它具有控制算法简单，易于数字化实现和鲁棒性强的特点。其 实质是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下建立异步电 动机空间矢量数学模型，通过测量三相定子电压和电流（或中 间直流电压）直接计算电动机转矩和磁链的实际值，并与给定 转矩和磁链进行比较，开关逻辑单元根据磁链比较器和转矩比 较器的输由选择合适的逆变器电压矢量（开关状态）。定子给定磁链和对应的电磁转矩的实际值，可以用定子电压和电流测量 值直接计算得到。在计算中

12、，只需要一个电动机参数定子电阻，这一点和几乎需要全部电动机参数的直接转子磁链定 向控制（矢量控制）形成了鲜明对比，极大地减轻了微处理器 的计算负担，提高了运算速度O直接转矩控制结构较为简单，可以实现快速的转矩响应 （不大于5ms）。2防止溜钩控制/作为起重用变频系统，其控制重点之一是在电动机处于回 馈制动状态下系统的可靠性（"回馈"是指电动机处于发电状态 时通过逆变桥向变频器中间直流回路注入电能）/ ,尤其需要引起 注意的是主起升机构的防止溜钩控制。溜钩是指在电磁制动器 抱住之前和松开之后的瞬间，极易发生重物由停止状态由现下百度文库滑的现象。电磁制动器从通电到断电（或从断电

13、到通电）需要的时间大约为 016s （视起重机型号和起重量大小而 定），变频器如过早停止输由，将容易由现溜钩，因此变频器必 须避免在电磁制动器抱闸的情况下输由较高频率，以免发生"过流”而跳闸的误动作。防止溜钩现象的方法是利用变频器零速全转矩功能和直流 制动励磁功能。零速全转矩功能，即变频器可以在速度为零的 状态下，保持电动机有足够大的转矩，从而保证起重设备在速 度为零时，电动机能够使重物在空中停止，直到电磁制动器将 轴抱住为止，以防止溜钩的发生。直流制动励磁功能，即变频 器在起动之前自动进行直流强励磁，使电动机有足够大的起动 转矩，维持重物在空中的停止状态，以保证电磁制动器在释放 过

14、程中不会发生溜钩。3系统硬件配置梅钢冷轧桥式起重机上应用的ACS800变频器调速系统由电控柜，大小车变频控制柜，起升变频控制柜，联动控制台等 组成。主起升采用1台ACC800变频器驱动1台起升专用电动 机，并在电动机轴尾安装 1台速度编码器，做速度反馈用。该速度编码器用来提高低速状态下电动机模型的速度和转 矩计算精度，保证转矩验证，开闭闸等功能。主起升采用斩波 器加制动电阻实现制动功能，斩波器与制动电阻串联后接入变 频器整桥与逆变桥之间的直流回路中，并由变频器根据中间直 流回路电压高低控制斩波器接通与否（即控制制动电阻的投 切）。变频器配有 RPBA201接口卡件，提供标准的 Profibus

15、2DP 现场总线接口，用于与 PLC通信控制“并接收 PLC发来的开， 停车命令和速度设定值等控制参数。百度文库4起升变频器功能参数设置ABB变频器在由厂时，所有功能码都已设置。但是，起重机变频调速系统的要求与工厂设定值不尽相同， 所以，ACC800中一些重要的功能参数需要重新设定。（1）起动数据（参数组 99）参数99102 （用于提升类传动，但不包括主' /从总线通信功 能）：CRANE;参数99104 （电动机控制模式）：DTC （直接转 矩控制）；参数9910599109 （电动机常规铭牌参数） :按照电 动机的铭牌参数输入。（2）数字输入（参数组 10）参数101011011

16、3（数字输入接口预置参数）：按照变频器 外围接口定义进行设置，限于篇幅，不再赘述。（3）限幅（参数组20）参数20101 （运行范围的最小速度）：-1000 r/min （根据实 际电动机参数进行设定）；参数20102 （运行范围的最大速度）： 1000r/min （根据实际电动机参数进行设定）；参数20103（最大 输由电流）：120%;参数20104 （最大正输生转矩）：150%;参 数20104 （最大负输由转矩）：-150%;参数20106 （直流过压控 制器参数）：OFF （本区ACC800变频器使用了动力制动方式， 此参数设为OFF后，制动斩波器才能投入运行）。（4）脉冲编码器（参

17、数组 50）/参数50101 （脉冲编码器每转脉冲数）：1024;参数50103 （编码器故障）：1FAULT （如果监测到编码器故障或编码器通 信失败时，ACC800%变频器显示故障并停机）。/（5）提升机（参数组 64）/参数64101 （独立运行选择）：FALSE; 64103 （高速值1）: 98%; 64106 （给定曲线形状）' :0 （直线）；参数64110 （控制类百度文库型选择）：FBJOYSTICK. （6）逻辑处理器（参数组 65）参数65101 （电动机停止后是否保持电动机磁场选择）：TRUE （在电动机停止后保持电动机磁场为"ON"）;参数

18、65102（ON脉冲延时时间）：5s. （7）转矩验证（参数组 66）参数66101 （转矩验证选择）：TRUE （转矩验证有效，要 求有脉冲编码器）。（8）机械制动控制（参数组 67）/ 参数67106 （相对零速值）：3%;参数67109 （起动转矩选 择器）：AUTOTQMEM （自动转矩记忆）。（9）给定处理器（参数组 69）参数69101 （对应100%给定设置电动机速度）：980r/min（根据实际电动机参数进行设定）；参数69102正向加速时间）： 3s；参数69103 （反向加速时间）：3s；参数69104 （正向减速时 间）：3s；参数69105 （反向减速时间）：3s. （

19、10）可选模块（参 数组98）参数98101 （脉冲编码器模块选择）：RTAC2 SLOT2 （脉冲 编码器模块类型为 RTAC ,连接接口为传动控制单元的选件插 槽2）;参数98102 （通信模块选择）：FIELDBUS （激活外部串 行通信并选择外部串行通信接口）。5试运行变频调速系统的功能参数设定完后，就可进行系统试运行。应先在变频器操作盘上进行速度给定，手动起动变频器，让起 升电动机空载运转一段时间，并且这种试运行可以在5, 10,15, 20, 25, 35, 50Hz等几个频率点进行，注意观察电动机的 运转方向是否正确，转速是否平稳，显示数据是否正确，温升 是否正常，加减速是否平滑

20、等O单台变频器试运行正确后，再接入脉冲编码器模块进行百度文库速度闭环调试，试运行起升机构变频调速系统。起升变频器手动运行无误后，就可接入PLC控制系统，进行整机联调。整机联调中，关键要注意观察变频器起动与停止 时，主起升机械制动器的开闭反应是否快速，钩头是否存在溜 钩现象等。其次还要注意观察钩头在下降过程中，制动单元和制动电 阻投运后，其温升是否正常。在重物下放过程中，重物的势能 会释放由来，此时电动机将工作在反向发电状态。在钩头下降 过程中，电动机通过逆变桥向变频器中间直流回路充电，当直 流回路的电压高于变频器系统设定值时，变频器控制斩波器接 通，进而使制动电阻投入工作，以消耗变频器中间直流

21、回路多 余的电能，确保变频器中间直流回路电压稳定在一个特定电压 范围内。随着起重机的不断发展，传统控制技术难以满足起重机越 来越高的调速和控制要求。在电子技术飞速发展的今天，起重 机与电子技术的结合越来越紧密，如采用PLC取代继电器进行逻辑控制，交流变频调速装置取代传统的电动机转子串电阻的 调速方式等。在选型对比基础上，本项目电动机调速装置采用 了先进的变频调速方案，变频器最终选型为ABB变频器ACS800,电动机选用专用鼠笼变频电动机。在众多交流变频调 速装置中，ABB变频器以其性能的稳定性，选件扩展功能的丰/ 富性，编程环境的灵活性，力矩特性的优良性和在不同场合使 用的适应性，使其在变频器

22、高端市场中占有相当重要的地位。 ACC800变频器是ACS800系列中具有提升机应用程序的重要一 员，它在全功率范围内统一使用了相同的控制技术，例如起动 向导，自定义编程，DTC控制等，非常适合作为起重机主起升10百度文库变频器使用。本文结合南京梅山冶金发展有限公司设备分公司 所负责维修管理的宝钢集团梅钢冷轧厂27台桥式起重机变频调速控制系统，详细介绍 ACC800变频器在起重机主起升中的 应用。1DTC控制技术''DTC （直接转矢巨控制,DirectTorqueControl ）技术是 ACS800 变频器的核心技术，是交流传动系统的高性能控制方法之一， 它具有控制算法简单

23、，易于数字化实现和鲁棒性强的特点。其 实质是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下建立异步电 动机空间矢量数学模型，通过测量三相定子电压和电流（或中 间直流电压）直接计算电动机转矩和磁链的实际值，并与给定 转矩和磁链进行比较，开关逻辑单元根据磁链比较器和转矩比 较器的输由选择合适的逆变器电压矢量（开关状态）。定子给定磁链和对应的电磁转矩的实际值，可以用定子电压和电流测量 值直接计算得到。在计算中，只需要一个电动机参数定子电阻，这一点和几乎需要全部电动机参数的直接转子磁链定 向控制（矢量控制）形成了鲜明对比，极大地减轻了微处理器 的计算负担，提高了运算速度O直接转矩控制结构较为简单，可以实现快速

24、的转矩响应（不大于5ms）。2防止溜钩控制作为起重用变频系统，其控制重点之一是在电动机处于回 馈制动状态下系统的可靠性（"回馈"是指电动机处于发电状态 时通过逆变桥向变频器中间直流回路注入电能）/,尤其需要引起 注意的是主起升机构的防止溜钩控制。溜钩是指在电磁制动器 抱住之前和松开之后的瞬间，极易发生重物由停止状态由现下 滑的现象。百度文库电磁制动器从通电到断电（或从断电到通电）需要的时间大约为 016s （视起重机型号和起重量大小而 定），变频器如过早停止输由，将容易由现溜钩，因此变频器必 须避免在电磁制动器抱闸的情况下输由较高频率，以免发生"过流”而跳闸的误动

25、作。防止溜钩现象的方法是利用变频器零速全转矩功能和直流 制动励磁功能。零速全转矩功能，即变频器可以在速度为零的 状态下，保持电动机有足够大的转矩，从而保证起重设备在速 度为零时，电动机能够使重物在空中停止，直到电磁制动器将 轴抱住为止，以防止溜钩的发生。直流制动励磁功能，即变频 器在起动之前自动进行直流强励磁，使电动机有足够大的起动 转矩，维持重物在空中的停止状态，以保证电磁制动器在释放 过程中不会发生溜钩。3系统硬件配置梅钢冷轧桥式起重机上应用的ACS800变频器调速系统由电控柜，大小车变频控制柜，起升变频控制柜，联动控制台等 组成。主起升采用1台ACC800变频器驱动1台起升专用电动 机一

26、并在电动机轴尾安装 1台速度编码器，做速度反馈用。该速度编码器用来提高低速状态下电动机模型的速度和转 矩计算精度，保证转矩验证，开闭闸等功能。主起升采用斩波 器加制动电阻实现制动功能，斩波器与制动电阻串联后接入变 频器整桥与逆变桥之间的直流回路中，并由变频器根据中间直 流回路电压高低控制斩波器接通与否（即控制制动电阻的投 切）。变频器配有 RPBA201接口卡件，提供标准的 Profibus2DP 现场总线接口，用于与' PLC通信控制，并接收 PLC发来的开， 停车命令和速度设定值等控制参数。4起升变频器功能参数设置/12百度文库ABB变频器在由厂时，所有功能码都已设置。但是，起重机

27、变频调速系统的要求与工厂设定值不尽相同， 所以，ACC800中一些重要的功能参数需要重新设定。（1）起动数据（参数组 99）参数99102 （用于提升类传动，但不包括主 /从总线通信功 能）：CRANE;参数99104 （电动机控制模式）： DTC （直接转 矩控制）；参数9910599109 （电动机常规铭牌参数）：按照电 动机的铭牌参数输入。（2）数字输入（参数组 10）参数1010110113（数字输入接口预置参数）：按照变频器 外围接口定义进行设置，限于篇幅，不再赘述。（3）限幅（参数组20）参数20101 （运行范围的最小速度）：-1000 r/min （根据实 际电动机参数进行设定

28、）；参数20102 （运行范围的最大速度）： 1000r/min （根据实际电动机参数进行设定）；参数20103（最大 输由电流）：120%;参数20104 （最大正输生转矩）：150%;参 数20104 （最大负输由转矩）：-150%;参数20106 （直流过压控 制器参数）：OFF （本区ACC800变频器使用了动力制动方式， 此参数设为OFF后，制动斩波器才能投入运行）。（4）脉冲编码器（参数组 50）参数50101 （脉冲编码器每转脉冲数）：1024;参数50103 （编码器故障）FAULT （如果监测到编码器故障或编码器通 信失败时，ACC800变频器显示故障并停机）。（5）提升机（参数组 64）/参数64101 （独立运行选择）：FALSE/64103 （高速值1）: 98%; 64106 （给定曲线形状）：0 （直线）；参数64110 （控制类 型选择）：FBJOYSTICK. （6）逻辑处理器（参数组 65）13百度文库参数65101 （电动机停止后是否保持电动机磁场选择）：TRUE （在电动机停止后保持电动机磁场为"O