变频器过电压产生原因及解决措施

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1、变频器过电压产生原因及解决措施过电压现象在变频器在调试与使用过程屮经常会遇到。过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。因此必须釆取措施消除过电压，防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压的原因也不和同，所以应根据具体情况采取和应的对策。一、过电压的产生与再生制动所谓变频器的过屯压，是指rti于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压

2、计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时,（因机型而异）变频器过电压保护动作。造成过电压的原因主耍有两种：电源过电压和再生过电压o电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V,因此，电源引起的过电压极为少见。本文主要讨论的问题是再生过电压。产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵仲机）或位能负载（电梯、起重机）下放。

3、由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转了转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被“再生”成为电能。再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。因再生过电圧的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器与电机

4、本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。若这部分能量超过了变频器与屯机的消耗能力，育流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉,同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。二、过电压的防止措施由于过电压产生的原因不同，因而采取的对策也不相同。对于在停车过程中产生的过屯压现象，如果对停车吋间或位置无特殊耍求，那么可以采用延长变频器减速时间或自由停车的方法来解决。所谓自由停车即变频器将主开关器件断开，让电机口由滑行停止。如果对停车

5、时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动（DC制动）功能。直流制动功能是将电机减速到一定频率后，在电机定子绕组中通入直流电,形成一个静止的磁场。电机转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路屮，因此这种制动又称作能耗制动。在直流制动的过程中实际上包含了再生制动与能耗制动两个过程。这种制动方法效率仅为再生制动的30-60%,制动转矩较小。由于将能量消耗于电机中会使电机过热，所以制动时间不宜过长。而且直流制动开始频率，制动时间及制动电压的大小均为人工设定，不能根据再生电

6、压的高低自动调节，I大I而宜流制动不能用于正常运行中产生的过电压，只能用于停车时的制动。对于减速（从高速转为低速，但不停车）时因负载的GD2（飞轮转矩）过人而产生的过电压，可以采取适当延长减速时间的方法来解决。其实这种方法也是利用再生制动原理，延长减速时间只是控制负载的再生电压对变频器的充电速度，使变频器本身的20%的再生制动能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用（包描位能下放）而使电机处于再生状态的负载，因其正常运行于制动状态，再生能量过高无法rh变频器木身消耗掉，因此不可能采用直流制动或延长减速吋间的方法。再生

7、制动与直流制动和比，具有较高的制动转矩，而且制动转矩的大小可以跟据负载所需的制动力矩（即再生能量的高低）由变频器的制动单元自动控制。因此再生制动最适用于在止常工作过程屮为负载提供制动转矩。三、再生制动的方法1.能量消耗型：这种方法是在变频器直流冋路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压來控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700V左右时，功率管导通，将再生能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流电压的上升。由于再生能量没能得到利用，因此属于能量消耗型。同为能量消耗型，它与宜流制动的不同点是将能量消耗于电机Z

8、外的制动电阻上，电机不会过热，因而可以较频繁的工作。2.并联直流母线吸收型:适用于多电机传动系统（如牵伸机），在这个系统中，每台电机均需一台变频器,多台变频器共用一个网侧变流器，所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态，处于制动状态的电机被其它电动机拖动，产生再生能量，这