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过流,过压,过载,欠压等引起变频器跳闸原因分析和排查方法

电气技术 小编 3325次浏览 0个评论 扫描二维码

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过载跳闸(OL)

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?过载跳闸的保护特点

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  1.OL跳闸的保护对象

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  OL是电动机过载的代码,其保护对象是电动机。在大多数情况下,检测点是在变频器的输出电路里。

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  2.电动机过载保护的特点

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  (1)电流大小

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  顾名思义,电动机过载的标志,是变频器的输出电流超过了电动机的额定电流。但还没有超过变频器的额定电流,就是说,是在变频器的允许范围内。

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  (2)保护时间

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  按反时限规律。就是说,过载越多,保护的时间越短。有的变频器规定:当IM=125%IMN时,4min后跳闸;而当IM=165%IMN时,1min后就跳闸

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过载跳闸的可能原因

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  1.负载过重

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  电动机所带的负载太重,或者说,生产机械的阻转矩超过了电动机的额定转矩。

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  这是真正意义上的过载,也是最常见的过载现象,因此,当变频器的跳闸代码显示为‘OL’时,首先应该检查的就是负载的轻重。

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  2.使用不当的过载

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  例如,把工作频率提高到超过了电动机的额定频率,而电动机在额定频率以上运行时,将进入恒功率工作区,其有效转矩随频率的上升而减小,当有效转矩小于负载转矩时,电动机即过载。

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  3.功能预置不当的过载

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  例如,某生产机械处于轻载状态,工作频率很低,而转矩提升量(U/f比)预置过大,导致低频运行时因磁路饱和而“过载”。

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  4.电动机侧电压过低

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  (1)线路压降太大

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  因为在低频运行时,变频器的输出电压本就较低,如果电动机和变频器之间的距离较大,而连接线的线径又较细的话,线路压降将可能引起电动机侧的电压不足。

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  (2)转矩提升不足

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  在U/f控制方式下,变频器在低频运行时的输出电压取决于转矩提升量。当转矩提升量较小时,将导致电动机所得电压不足。

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过载跳闸的相关代码

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  1.代码DEV

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  含义是转差太大。异步电动机在运行时,转差的大小直接反映了负载的轻重。所以,当变频器发现转差太大时,将跳闸。

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  2.代码VAE

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  含义是变频器的容量选择不当。许多用户都按照变频器说明书中的‘配用电动机容量’来选择变频器的。其实,这只是对于连续不变负载才是正确的。而大多数负载都是变动负载或断续负载,电动机是允许短时间过载的。对于这类负载,在选择变频器时,应适当加大变频器的容量。

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  3.代码LF

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  含义是变频器的三相输出电流不平衡。

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  一方面,电动机的三相电流不平衡时,说明变频器的输出电路里必存在问题,应该进行保护。所以,有的变频器设置了三相电流不平衡的保护。

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  4.代码JC

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  含义是电流采样故障。例如,某变频器,实测输出电流为45A,而显示屏上显示的却是88.6A,说明变频器内部的电流采样电路发生了故障。

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  5.代码SP

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  含义是变频器的输出缺相。

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  当变频器的输出缺相时,电动机处于单相运行状态,电流必大,变频器将立即进行保护。

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  6.代码GF

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  含义是变频器输出侧接地。

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  变频器具有检测输出端子对地电流的功能,如果测出的对地电流超过变频器额定电流的50%时,就认为变频器的输出侧已经接地。这有两种情况:或者是电动机内部绝缘破损;或者是输电线路的绝缘破损。

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过电流跳闸(OC)

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过电流跳闸的保护特点

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  1.过电流的保护对象

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  在变频调速系统里,存在着两个设备:变频器和电动机。两者对过电流的耐受程度是不一样的。生产机械的设计人员在决定电动机容量时,根据的是发热原则。就是说,只要电动机的温升不超过允许值,短时间的过载是允许的,而变频器则不允许。所以在进行保护时,需要分开考虑。

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  为此,变频器另行设置了过电流保护功能,其保护对象是变频器,确切地说,是保护变频器内的逆变器件。通常,当输出电流超过了变频器额定电流的200%时,变频器就进行过电流保护。

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  2.过电流的检测

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  因为保护对象是逆变器件,所以,过电流的时间不允许拖延,必须迅速地进行保护。通常,过电流信号是通过逆变器件的管压降而得到的。以IGBT为例,正常运行时,管压降一般在3V以下。如管压降超过7V,就认为是过电流了。因为过电流很容易损坏逆变器件,所以,在大多数情况下,过电流是由驱动电路直接进行保护的。

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运行过程中的过电流

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  部分变频器在过电流跳闸后都只笼统地显示“OC”代码。也有的变频器把“OC”作为“运行中过电流”的代码,针对其他不同的原因有不同的代码,举例如下:

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  1.代码OCN

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  含义是运行中过电流。举两个实例:

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  (1)负载卡住

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  生产机械在运行过程中,某个部位被突然卡住,电动机堵转。电动机的堵转电流可达额定电流的4~7倍,大大超过了变频器的允许值,变频器将立即进行过电流保护。

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  (2)有冲击负载

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  有的生产机械是通过电磁离合器来带动生产机械的。电动机起动后首先是空载运行,并不带动负载,只有当电磁离合器吸合后,生产机械才开始运行,

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  当电磁离合器吸合的瞬间,将产生冲击电流,有可能使变频器因过电流而跳闸。

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  2.代码GF

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  含义是变频器的输出侧短路,可能的原因有:

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  (1)输出线短路

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  变频器到电动机之间的电缆的相间绝缘或对地绝缘破损,尤其是当变频器的输出电缆处于可移动状态时,这种情况比较常见。

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  (2)电动机短路

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  电动机如因过载而‘烧坏’时,相间绝缘将炭化,造成相间短路。

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  3.代码SC

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  含义是同一桥臂的上、下两个IGBT直通。

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  例如,环境温度太高,IGBT的关断时间将延长,导致上、下两管的‘直通’。

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加、减速过程中的过电流

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  1.代码OCA

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  含义是加速过程中过电流,这是加速时间预置过短引起的。

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  2.代码OCD

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  含义是减速过程中的过电流,是减速时间预置过短的结果。

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  3.代码OPE

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  含义是PID功能预置不当引起的过电流。

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  4.代码OCB

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  含义是直流制动过程中的过电流。

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  5.代码OCS

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  含义是电流采样故障导致的过电流。

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器件故障引起的过电流

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  1.电流为0的‘过电流’

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  (1)IGBT开路

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  如果IGBT已经因损坏而开路,已经没有电流了,但集电极始终处于高电位状态,驱动模块就检测到“过电流”信号。

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  (2)驱动模块无输出

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  如果驱动模块发生了故障,没有了输出信号,IGBT就始终处于截止状态,也没有电流了,集电极处于高电位状态,CPU也将得到“过电流”信号。

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  2.检测点断线

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  有时,过电流的检测线或因插件接触不良,或传输线本身因受机械损伤而断线,则不论IGBT是否有电流通过,CPU也可能因此而得到“过电流”。

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过电压(OV)的跳闸原因

 

 国产变频器的进线电压一律是380V,直流电压上限值通常定为700V或720V;进口变频器因为进线电压的上限值较高,所以,直流电压的上限值常定为800V。

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电源侧的过电压原因

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  1.电源电压过高

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  例如,企业变电所的容量偏低,白天负载较重,把变压器的二次电压调到高挡。一到晚上,电压就偏高了。

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  2.电源侧有冲击电压

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  一是在打雷时,常常使变频器过电压跳闸;

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  二是车间变电室为了提高功率因数,需要配置电力电容器,当电容器合上时,变频器也会因过电压而跳闸。

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运行中的过电压

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  1.拖动系统释放位能

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  主要发生在起重机械放下重物时,电动机处于发电状态,如果制动电阻值太大,制动电流和制动力太小,重物下降速度太快,将可能导致过电压跳闸。

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  2.突然失载

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  例如生产机械在运行过程中,皮带突然断裂,动态转矩突然加大,将产生很大的加速度,使电动机处于再生状态,导致过电压跳闸。

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减速过程中的过电压

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  1.减速时间太短

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  频率下降时,电动机将处于发电状态。减速时间预置太短,电动机的同步转速下降太快,发电量较大,容易导致过电压跳闸。

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  2.制动电路的原因

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  制动电路包括制动电阻和制动单元,当直流电压偏高时,用于放电。

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  (1)制动电阻值太大

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  有的设备惯性很大,处于再生制动状态时,发电量较大,如制动电阻大,则放电电流小,将因来不及放电而过电压。

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  有时,制动电阻的连接线在接线处接触不良,也会导致同样后果。

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  (2)制动电阻损坏

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  因为制动电阻是个发热体,所以较易损坏。而一旦损坏,将不能放电,减速时极易因过电压而跳闸。

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  (3)制动单元损坏

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  制动单元损坏后,也同样不能放电,容易因过电压而跳闸。

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  采样故障引起的过电压

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  如果实际测量所得的电压值是正常的,而显示屏显示的数据很大,则说明电压采样电路发生了故障。

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  欠电压(LV)的跳闸原因

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电源侧的欠电压原因

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  1.电源电压不足

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  主要是电源变压器的容量不够大,负载一重,就容易发生因欠电压而跳闸。

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  按照国家标准,进线电压的下限值是380×0.9=342V,变频器是在直流电路里进行电压采样的。则342V时的直流平均电压是342×1.35=462V。但实际变频器里的下限直流电压常定为380V。这是因为欠电压时,不会损坏主电路的器件。所以,只要电动机的电流在允许范围内,拖动系统又能正常运行,就可以不跳闸。

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  2.进线的输入端子松动

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  当电源进线的接线端子松动时,接线端子处的接触电阻增大,电压降也增大,实际输入到变频器的电压就降低了,也可能引起欠电压。

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  3.电源侧缺相

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  电源侧缺相后,变频器进线处的三相全波整流变成了单相全波整流了,整流后的平均电压只有进线电压的0.9倍,即使电源电压为上限值,整流后的平均电压也只有:

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  UD=0.9US=380×0.9


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