解析通用变频器的保护

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  通用通用变频器的保护:

  当通用变频器出现故障和非正常运行时,通用变频器必须有快速可靠的保护。一般,通用通用变频器提供的保护有:过流、过载、对地短路、过压、欠压、运行出错、CPU错误、外部跳闸、瞬时电源故障、功率模块过热、散热器过热等。通用变频器在保护功能动作后,通常在面板上会有显示,指示故障的类型。

  1.过电流保护

  当通用变频器的输出侧发生短路或电机堵转时、当V/f曲线设定不当时、当负载惯性较大而加速时间设定过短时、当内部故障引起桥臂直通短路时,通用变频器将流过很大的的电流,从而可能造成电力电子器件的损坏。为了防止过流故障引起的损坏,通用变频器中设置有过流保护功能。

  当电流超过某一数值时,通用变频器或者通过关断电力电子器件切断输出电流(失速),或者调整通用变频器的运行状态减小输出电流(防止失速)。如果希望避免事故进一步扩大,如发生电力电子器件损坏,可以跳闸。

  电力电子器件在严重过电流的情况下,能坚持的时间很短,常常以微秒或数十微秒计,对这一类过流保护的基本要**快。由于软件处理受采样时间以及处理时间的限制,通常采用硬件保护电路,例如,直接封锁电力电子器件的驱动电路,事后报告CPU。

  2.过载保护

  在传统的电力拖动系统中,通常采用热继电器保护电动机不因过载超过电动机发热容许的极限而损坏。热继电器具有反时限特性,即电动机的过载电流越大,容许的连续运行时间越短;过载电流越小,容许的连续运行时间越长。在通用变频器中,这种反时限过载保护功能很容易用软件实现,称为“电子热继电器”。用户可以设定:是否启用电子热继电器和电子热继电器动作的门限值。

  通用变频器本身也有一定的过载能力。一般中小功率通用变频器容许过载150%一分钟。超过额定电流的150%,就算是过电流。可参见生产厂家提供的通用变频器使用说明书。

  3.过压保护

  当电动机减速或制动时,电动机处于发电状态,使直流侧电压升高,处理不当有可能击穿电力电子器件和中间直流电容,需要设置过压保护功能。过压保护与过电流保护相似,需要根据过电压的程度分别处理。图5-44示出了过电压保护的处理模式。当降速开始,通用变频器的直流电压超过一定的数值(再生制动电压门限值)后,再生制动电路开始工作,图5-40中的VTb导通,制动电阻Rb开始耗能;如果这样还不足以阻止电容电压继续攀升,以至于上升到停止降频电压门限值,这时通用变频器停止降频,再生制动停止,直流电压下降,再次降频减速;在降频减速的过程中,如果两种手段都使用上,仍未能阻止电压攀升,以至于超过了过压保护门限值,将采取*后的手段,逆变器停止工作,电动机自由停车。

  4.其它保护

  当通用变频器的输入电压低于额定电压的75~80%时,由于通用变频器不能为电动机提供足够的电磁转矩,转差增大,电动机发热严重,通用变频器将停止工作。

  电源缺相后,整流电压过低,足以使欠压保护动作,故可以不单独设缺相保护功能。

  如果外部干扰使CPU或EEPROM发生非正常运行,通用变频器也将停止工作。

  有些故障是短时出现的,例如由于供电质量造成的短时欠电压或过电压等,在电源恢复正常后,通用变频器可以继续正常运行;有些故障是**性的,如功率模块损坏,维修人员必须查出原因加以更换,通用变频器才能恢复正常运转状态;有些故障是由于通用变频器的参数设定的不合理造成的,需要修改设定。