变频器过电压原因分析及对策研究

精品文档-下载后可编辑变频器过电压原因分析及对策研究作为电气传动控制中重要组成部分的变频器，在调试与使用过程中经常会出现各种各样的问题,过电压现象是其中最为常见的问题之一。通常过电压产生时,为了防止内部电路被损坏,变频器的过电压保护功能会及时启动，变频器停止运行,这时设备将无法正常工作。因此，对变频器过电压产生的原因进行分析和研究，采取科学有效的措施消除变频器过电压,维护系统的正常工作，尤为重要。

一、变频器过电压的危害

变频器过电压分为电源过电压和再生过电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上，其主要危害表现在以下三方面。

1.电动机磁路饱和

电动机电压过高，可使电动机铁芯磁通增加，导致磁路饱和励磁电流的过大，引起电动机温升过快和过高。

2.电动机绝缘受损

中间直流回路电压升高、变频器输出电压的脉冲幅度过大，都会大大降低电动机绝缘寿命。

3.大大缩短电容器寿命

变频器过电压严重时会引起电容器爆裂。在对变频器进行设计时，一般都将中间直流回路过电压值限定在DC800V左右，确保当发生电压超过限定值时，变频器可按照限定要求，对系统进行跳闸保护。

二、变频器过电压原因分析

变频器的过电压是指变频器的电压超过额定值，原因主要有以下几种。

1.变频器自身问题

变频器使用环境差、电路板腐蚀、电压控制通道被破坏、连接插件松动不牢靠等，都会使电压反馈线接触不良、变频器接地不良，发生变频器过电压现象。

2.变频器过电压集中在直流母线的支流电压上

正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。平均直流电压计算公式为：Ud=1.35U线，式中：Ud表示平均直流电压，U线表示线电压。

我国的电源线电压为380V，平均直流电压为513V。个别单位夜间的电源线电压可达450V，其峰值电压为636V，没有超过中间直流回路过电压800V的限定值。但变频器都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时，变频器产生过电压保护动作。常见的过电压有电源过电压和负载侧再生过电压两类。

（1）电源过电压。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，多发生在节假日，线路负载较小，电压升高或降低而引起线路故障，此时最好断开电源，进行检查和处理。

（2）负载侧再生过电压。负载侧再生过电压发生在由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电动机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，电动机处于发电状态，如果变频器中没有采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升，超出保护值，出现故障。

此外，多个电动拖动同一个负载时，特别是一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速，以及变频器负载突降、变频器中间直流回路电容容量下降等，也是造成变频器过电压的主要原因。

三、变频器过电压故障对策

1.重视变频器自身引起的过电压

对使用时间较长、使用环境较差的变频器，应做好以下工作：防尘、防滴、防潮工作，保持电气柜内上下通气孔的畅通；检查排气扇是否正常运转；在柜内加装除湿器或空调器进行防潮；保证变频器电路不受周围环境腐蚀；对变频器运行时的温度、湿度、振动等进行严格的检查和维护，保证变频器各项运行参数均在设计要求范围内，检查变频器、电动机、变压器等器件是否过热、是否连接完好，并按电工操作规定或制度做好记录。

2.严格规定合理的负载减速时间

工业生产中，应严格规定合理的负载减速时间，使系统在限定的时间内，既可处理多余能量，又可减速至规定频率或停止运行。例如工业生产中常见的布袋除尘，当需要去除吸附在滤布上的滤饼时，通常通过使滤布的出料侧压力高于进料侧压力，从而形成较高的压差来实现，但进料阀门的突然关闭会使进料端变频器突降，电动机进入再生发电，引发过电压。所以工艺设计时，应对该阶段的压力提出要求。

3.避免变频器负载突降

负载突降会使转速瞬间提高，负载电动机进入再生发电，导致变频器过电压。

4.提高电压稳定性

在中间直流回路上增加电容增大回路的电容量，更换运行时间过长而容量下降的电容器，能够对提高电压稳定性起到非常重要的作用。

另外，在输入侧增加逆变电路以将多余的能量回馈给电网，适当降低工频电源电压以及采用多台变频器共用直流母线等，都是解决变频器过电压