关于变频器的过电压故障分析

古文彬

摘要：变频器之所以会产生过电压故障，是因为直流母线上的电压太高，超过了可承受的范围，线路就会被自动切断，很容易在实际运行中引起较多麻烦。变频器产生过电压故障和很多因素都有关系，所以可以根据不同因素采取相应对策来解决。文章分析了导致变频器过电压故障的原因，并据此提出了几点应对措施，以供大家参考。

关键词：变频器；过电压故障；原因；对策

中图分类号：TM921 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）17-0090-02

1变频器过电压故障原因分析

1.1电源输入侧产生的过电压

对于三相交流输入线路来说，一般情况下其电压的峰值都是直流母线的电压，并不会十分高，但是在电源侧受到强大的冲击过电压比如雷电时，或者补偿电容的合闸与断开都会带来较高的过电压，这些电源输入则产生的过电压都会使电路出现故障。

如表1所示，当电源电压是380 V的时候，正常情况下三相交流直流的母线电压只有537 V，电压上升10%~20%都是能够允许的范围，此时直流母线电压依然不会很高；但是受到仅为700 V的过电压时，直流母线上的电压可以说是轻松就超过了1 000 V，这会给线路带来很大的压力，使 变频器产生过电压保护动作。

1.2来自变频器负载侧的过电压

1.2.1变频器减速的时间参数较小

过小的变频器减速时间参数会加快变频器输出频率下降的速度，从而导致实际的转速比频率下的同步转速更高的情况，于是变频器的中间直流回路电压变高，超过可承受的界限之后就出现跳闸等过电压故障。

1.2.2工艺要求的限制

除了变频器减速的时间参数问题，变频器的工艺设计其实也会给减速时间的设定造成限制，即便设定的参数十分科学和恰当，也只能起到一定的减缓效果，电路中过多的能量不能很好地处理也会带来故障。

1.2.3变频器负载突降

变频器上的负载如果突然降低了，其转速就会出现显著的加快，从而出现再生的发电状态。在这种状态之下，电机会在极短的时间内从负载侧流出很多的能量并进入到直流回路中，这时变频器往往无法承受这么高的能量，从而导致故障的产生。

1.2.4多电机负荷分配不合理

多台电机在拖动同一个负载的时候，如果没有对负载进行合理分配也会增加过电压故障发生的几率。假设用两台电动机来拉动同一个负载，其中一台电动机的实际转速高于另外一台的同步转速的时候，转速高的电机实际上就相当于一台原动机，而转速低的一台则处于发电状态，这种不平衡很容易导致过电压故障的产生。

1.2.5中间直流回路电容容量降低

变频器中的中间直流回路的电容容量在变频器工作较长时间之后，会出现一定的下降，这时如果没有进行针对性的检查和工艺参数调整，就会使得过电压故障出现的概率加大，很多变频器的过电压故障都和其运行年限有一定的关系。

2避免过电压故障的方法

2.1变频器电源输入侧加装吸收装置

对于电源输入侧出现的过电压造成的故障，可以再电源输入侧加装特定的吸收装置，并联到线路之上，这样对于雷电等高电压的冲击以及补偿电容的开合闸导致的瞬时过电压都有一定的吸收作用，减轻线路上承受的电压压力。

2.2合理设置变频器各项参数

变频器的运作涉及到减速时间、减速过电压自处理这两个重要参数，如果对这两个参数能够合理设定就会降低过电压故障出现的风险。一般来说减速时间参数不能设定得过于短，不能由于参数设置得太短而导致中间回路出现过电压，根据变频器的工艺特点适当采用分段减速的方式，利用过电压自处理功能来最大程度减少过电压给线路造成的压力。

2.3适当补充中间回路上的电容

对变频器进行设计时，适当地加大变频器中间直流回路上的电容量，在变频器的使用过程中也适时地对中间回路上的电容进行补充，使其保持在正常水平，这样能够更有效地应对变频器上的过电压故障。

2.4适当减低功率单元上的输入电压

当前变频器的功率单元上大都使用的是不可控制的整流桥，导致电源以及中间回路上的电压过高，从而减小了变频器对过电压的承受空间。其实如果可能的话，完全可以对功率单元上的输入电压进行适当地减低，在电压较高的时候把移相变压器的输入侧从默认的0分接头转移到+5%分接头上，这样能够在一定程度上提高过电压的保护能力。

2.5提高检测电路的可靠性

提高过电压检測电路的可靠性能可以显著提高过电压故障的防护效果，通过改用双绞线来将中间直流母线连接到电路板上，同时将线长控制得尽可能短，在检测回路的入口处加装滤波电容，另外在检测电路的低压部分基准源的选择上，一定要保证在工业等级之上，并且选择合适的光耦参数提高光耦，进一步提高检测电路的抗干扰的性能。

2.6加装泄放电阻

在功率单元中加装泄放电阻也不失为一个提高过电压保护能力的好办法，能够有效处理和释放回路中过多的能量，减轻电路上的能量负担。但是这种方法也存在缺陷，如果选择的电阻和负载的惯性能量不能很好搭配的话，就会带来过高的能耗，同时电阻温度升高，反而导致变频器被损坏。

2.7不同变频器同用一根直流母线

在多台变频器同时运作时，最好将它们接在同一根直流母线上面，这样就可以使得其中每一台变频器从母线上输入的电流比外部进入的同步多余电流要高，从而让数台变频器能够共同使用母线上的电压，只要保护好共用的这根直流母线，就可以很好地降低过电压故障出现的风险。

3结语

变频器过电压故障时有发生，了解过电压产生的机理，与变频器的运作参数结合考虑，采取适当措施提高电路过电压保护能力，是减少变频器过电压故障的必须做到的工作，也最大程度地减少了由于过电压故障造成的设备损坏带来的经济损失。

参考文献：

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