变频调速系统的调试u

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(一)变频调速系统的调试1、电和功能预置1、1通电变频器通电后，须观察以下情况：1、1、1显示。变频器通电后，观测显示屏、显示内容及变化情况，应对照变频手册，观察其通电后的显示过程是否正常。1、1、2内部风机的工况。变频器内部都有冷却风机向外鼓风，应注意观察。一是听其声音是否正常：二是用手在风口试探其风量。1、1、3测量电压。主要是三相进线及出线电压是否正常。，各控制回路输入直流电压。1、2熟悉显示内容的切换通过切换显示内容预调变频器的工作参数，如运行频率、电压、电流等。并通过各项显示内容来检查变频器的状况。1、3进行功能预置根据提升系统的具体要求，调整变频器内各功能的设定，使变频器速度系统在最佳状态下运行。二、电动机空载实验将变频器的输出端与电动机相连、电动机脱开负载。2、1进行基本的运行观察电机旋转方向是否正确，升、降速时间是否与预置时间相符，电动机的运行是否正常等。2、2电动机参数的自动检测通过电动机的空转来自动测定电动机矢量控制参数。3、3频器的基本操作功能如启动、停止、加速、减速、点动等。3带载试验将电动机负载连接起来进行试车。这时，须特别注意观察以下几个方面。4、1电动机的启动3、1、1将频率缓慢上升至一个较低的数值，观察机械的运行情况是否正常，同时注意观察电动机的转速是否从一开始就随频率的上升而上升。如果在频率很低时，电动机不能很快旋转起来，说明启动困难，应适当增大u/f，或增大启动频率。3、1、2显示内容切换至电流显示，将频率给定调至最大值，使电动机按预置的升速时间启动到最高转速。观察在启动过程中的电流变化，首先启动电流限制在电动机的额定电流以内，如因电流过大而跳闸，应适当延长加速时间。3、2停机试验在停机实验过程中，应把显示内容切换至直流电压显示，并注意以下内容：3、2、1观察在减速过程中直流电压是否过高，如因电压过高而跳闸，应适当延长减速时间，并观测接入制动电阻和制动单元。3、2、2观察当频率降至Ohz时，绞车是否有“蠕动”现象。3、3带载能力试验3、3、1观察电动机的发热情况。二过电流、过载与过热 1、过电流及其原因分析过电流是指除电动机过载以外引起的过电流。当变频器因过电流而跳闸时，判断其原因的大致过程如图所示。过电流跳闸Y频率刚上升就跳闸升速中跳闸？允许延长升速时间NY电动机脱开也跳闸Y负载过重？延长升速时间NNY能否增大电流上限增大u/f能带动？变频器外部短路YY变频器外部短路Y轻载跳闸？N增大电流上限增大u/fN机械卡住？NY能否增传动比能否增大传动比？减小u/fYNY增大变频器容量u/f排除机械故障增大传动比NY增大变频器容量增大传动比2、1过程中出现的过电流，主要有如下几个原因。2、1、1变频器输出侧断路或接地2、1、1、1故障特点。具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。2、1、1、2判断与处理。如果经过检查，确认变频器本身并未损坏，则可以重新启动。为了便于判断，应输入侧接入一个电压表，如图所示。重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表，如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“0” 的迹象，则说明变频器的输入端已经短路或接地。这时，应立即将变频器输入端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不跳闸，则应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。VMRSTUVW+10VFVRCOM2、1、2负载过重2、1、2、1故障特点。频率上升到一定数值就因过流而跳闸。2、1、2、2判断与处理。在这种情况下，应通过转动机械部分来判断是否是因为机械故障而卡住，如果是，则应处理机械故障。如果机械并无故障，则电动机因负载过重而带不动。这时首先考虑通过增大u/f来增加电动机的转矩。2、1、3轻载跳闸负载波动较大。对于负载波动较大的负载，常常发生这样的情况：为了能在重载时电动机能带的动，必须增大u/f。但在轻载或空载时，电动机的磁路将严重饱和，因出现尖峰励磁电流而跳闸。将u/f调到既能带动重负载、轻载时又不跳闸的状态。2、1、3u/f的预置与负载不匹配。如电动机拖动二次方律负载时，将u/f预置得过高。适当调低u/f，就可以避免跳闸。1、2或降速中过电流这时由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下几个。 （1）延长升（降）速时间首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长上升（降）速问题。（2）增大电流上限值如不允许延长升（降）速时间，则了解在升（降）速自处理（防失速）功能中原来预置的上限电流是否允许增大，如允许，则可增大上限电流。（3）其他措施2、过载跳闸电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称之为过载。过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流。这种特点，除了机械符合过重外，如果三相电压不平衡，也会引起运行电流过大，导致过载跳闸。除此之外，也有因变频器内部的电流检测部分的故障而造成的误动作。如图所示，当电动机因过载而跳闸时，主要可从以下两个方面着手检查。过载跳闸调整u/f增大变频器容量电动机负荷重？采用实量控制能否矢量控制检查线路检查变频器变频器输出电压平衡增大电动机容量增大传动比增否增大传动比负载过量检查机械原因增大变频器容量加大自处理的设定电流允许加大自处理电流增大变频器容量电动机测电压平衡电动机发热？频率低？NNYYYNNYYNNNNYYYN 2、1检查电动机是否发热2、1、1电动机的温升不高。首先检查变频器的过载保护预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽过载保护得预置值；如变频器的允许电流已经没有余量，不能再放宽过载保护的预置值，且根据生产工艺，所出现的过载属于正常过载，则说明变频器的选择不当，应加大变频器的容量，更换变频器。2、1、2电动机的温升过高。如果出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重2、2检查电动机侧三相电压平衡。2、2、1电动机侧三相电压不平衡。再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如不平衡，则问题再变频器内部，应检查变频器的逆变模块及其驱动电路；如变频器输出端的电压平衡，则问题是从变频器到电动机的线路尚，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器，则还应检查接触器的接线端是否拧紧，以及触点的接触状况等。2、2、2三相电压平衡。这时应了解跳闸时的工作频率；如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低u/f，如降低后仍能带动负载，则说明原来预置的u/f过高，可通过降低u/f来减小电流；如果降低后带不动负载了，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制方式。必要时，还应加入速度反馈。2、3误动作在经过以上检查，均未找到原因时，应检查是不是误动作。如图所示，判断的方法是在轻载或空载的情况下，用电流表测量变频器的输出电流，与显示屏上现实的运行电流值是否基本相符，如果显示屏现实的电流读数比实际测量的电流大得较多，则说明变频器内部的电流测量部分误差较大，“过载”跳闸游可能是误动作。08.60WURVTSUFMA比较1、过热跳闸变频器内部得温度传感器通常是用来测量逆变模块的温度的。如果变频器的运行电流在正常范围内，在通风良好的情况下，其逆变模块是不应当过热的。因此，当变频器的跳闸原因显示“过热”时，应该从通风方 面查找原因。其判断贺处理过程如图所示。首先检查变频器内部冷却风扇的风量。增加外部通风加强柜内通风有控制柜？更换风扇变频器内通风正常过热跳闸NYNY1、1风量太小说明冷却风扇容量过小，或已经发生故障，应更换冷却风扇。3、2风量正常（1）变频器在控制柜内，应增强控制柜的通风。(2)变频器不在控制柜内，则应在变频器外部增加一个冷却风扇。三、过电压与欠电压1、过电压跳闸变频器的过电压跳闸也分运行中跳闸和降速过程中跳闸两种情况。因此，在分析原因时，首先要判断的是在什么状态下出现的过电压，具体判断流程如图所示。 增强能耗制动提高自处理设定电压能否提高自处理电压预置重合闸功能如直流电压正常更换电压检测有干扰源？降低进线电压电源电压过高？延长降速时间能否延长降速时间？正在降速？过电压跳闸NYYNNYYNNY1、1运行过程中跳闸可能的原因如下。1、1、1电源电压过高如经检查，确认电源电压过高，则应设法降低变频器输入侧的电压。1、1、2干扰过电压如变电所内补偿电容投入或切出时，都有可能产生瞬间的过电压，此外还有雷电过电压等。这类过电压通常时间极短，且一般不重复。因此，可利用变频器的重合闸功能来解决。1、1、3误动作即变频器内部的电压检测部分发生故障。这可以通过测量变频器的直流电压来判断，如果直流电压是正常的，则说明“过电压跳闸”是误动作，应检查变频器的电压检测部分。 1、2降速过电压如果在降速过程中因过电压而跳闸，可采取的措施有如下几个。1、1、1延长降速时间应首先考虑的措施。1、2、2增大电压上限值增大电压上限值即增大在降速自处理（防失速）功能中预置的上限电压。但直流电压的上限值一般不宜超过700V。1、2、3加强能耗制动环节如果既不允许长降速时间，又不能增大上限电压，则考虑适当加大能耗制动电阻，如原来未配制动电阻及制动单元，则应加配；如原来已经配有制动电阻及制动单元制动电阻值，并加大制动单元的档次。2、欠电压跳闸当变频器的跳闸原因显示“欠电压”时，判断过程如图所示。预置重合闸功能如直流电压正常更换电压检测修复缺相有干扰源？进线缺相？检查限流环节直流电压低？提高进线电压电源电压过低？欠电压跳闸YNNYYNYN 2、1电源欠电压如经检查，确认电源电压过低，则应设法提高变频器输入侧的电压。2、2限流环节故障即整流桥于滤波电容之间的限流电阻于晶闸管（或继电器）发生故障，有两种情况：（1）限流电阻断路。在这种情况下，通电后滤波电容器上不能充电，造成欠压保护。（2）晶闸管不导通。在这种情况下，限流电阻将一直串联在电路中，使直流电压UD下降，导致欠电压保护动作。2、3电源缺相电源缺相后，整流后的直流电压将降低，导致欠电压跳闸。有的变频器在显示跳闸原因时还能直接显示“电源缺相”。电动机侧缺相的原因多半是线路上的问题。个别情况下，也有因变频器内部故障形成的缺相。对于因变频器内部原因形成的缺相，检查方法如下：首先检查逆变模块，如逆变模块并未损坏，则检查其驱动块的输入及输出端。在这种情况下，最好用示波器进行观察。2、4干扰欠电压例如同一电网内有大电动机启动，或有容量较大的晶闸管控制设备在工作等，都有可能使电网瞬间欠电压。这类欠电压一般维持时间不长，可利用变频器的重合闸功能来解决。2、5误动作即变频器内部的电压检测发生故障，可以通过测量直流电压来进行判断。如果直流电压正常，则说明“欠电压跳闸”是误动作，应检查变频器的电压检测部分。四、外部故障1、空气断路器跳闸导致空气断路器跳闸的原因主要有如下两种。1、1变频器接通电源时跳闸变频器第一次通电时，空气断路器跳闸，但第二次或第三次通电时又不跳闸了，这实际上是一种误动作。因为在主电路接通的瞬间，在变频器长时间不通电的情况下，直流电压为OV，如图所示。因此，在第一次通电瞬间，向滤波电容充电时的冲击电流较大。而空气断电器具有过电流的保护功能，有可能跳闸。但每次通电，都能使直流电压上升一些，故第二次或第三次通电时，充电电流就减小了。针对这种情况，解决办法有：1、1、1多数空气断路器对过电流保护的灵敏度使可以调节的，可将灵敏度适当调低；1、1、2加大变频器内部限流电阻的电阻值；1、1、3加大空气断路器。1、2变频器故障引起的跳闸如果变频器调速系统在运行过程种跳闸，或每次合闸时都跳闸，则分析和检查的大致流程如图所示。 加大空气断路器容量检查变频调速系统是否断路调低空气断路器灵敏度空气断路器容量太小变频器也跳闸？加大限流电阻限流电阻太小？第一次第三次仍跳闸合闸过程种跳闸？空气开关跳闸NYYYNNYNNY1、1、1变频器内的整流模块或滤波电容损坏。如空气断路器的额定电流已经足够大，不可能产生误动作时，空气断路器仍跳闸，则应注意检查整流模块和滤波电容是否正常。1、2、2变频调速系统断路或过电流。当变频器调速系统发生断路时，空气断路器有可能和变频器同时动作。遇到这种情况，必须首先检查变频调速系统。个别情况下，如果空气断路器选的太小，当变频调速系统过电流时，也有变频器未动作，而空气断路器先动作的情况。这时，应衡量减小变频器允许电流时，也有变频器未动作，而空气断路器先动作的情况。这时，应衡量减小变频器允许电流和增大空气断路器的利弊，进行处理。2、机械振动故障变频调速系统在运行过程种，拖动系统或整个机械部分发生振动，其检查和处理的过程以及可能的原因大致如图所示。2、1机械谐振的处理机械谐振的特点时：振动只是在某一转速或几个转速下发生。当发生机械谐振时，首先应设法改变机械本身的固有振荡频率。例如，对机械各部分的紧固件（如螺丝等）进行加固等。如果机械方面已经不能再采区措施了，则应预置变频器的回避频率，使拖动系统不在发生谐振的转速下运行。 检查速度反馈环节重新输入电动机参数有速度反馈？检查变频器变频器输出端加滤波器调整u/fV/F空竹变频器输出电压平衡电动机离变频器很远进行机械处理电动机脱开负载仍振动？进行机械出路预置回避频率紧固螺丝或其他处理后仍振动在特定转速下振动拖动系统振动NYNYNYNYNYNNYY2、2变频调速系统的处理如果生产机械在整个速度范围内都有振动现象，则应将电动机与机械之间的连接件脱开，使电动机单独运行。如果在电动机单独运行时并无振动现象，则说明问题在机械本身或连接件上，应对生产机械及连接件进行检查。如果在电动机单独运行时也振动，则可能的原因有：2、2、1电动机与变频器之间的距离太远。这时，应在变频器的输出电路内接入滤波器。 2、2、2变频器的输出电压不平衡。说明变频器的逆变电路或其控制部分有故障，应检查变频器的内部故障。2、2、3在V/F控制方式下，如u/f太大，也可能导致电动机发生振动。应适当减小u/f。2、2、4在矢量控制方式下，如果电动机的参数预置不准确，也可能使电动机在运转时发生振动，应重新预置电动机的所有参数，或重新进行自测定。2、2、5在有反馈矢量控制方式下，如果转速反馈环节工作不正常，或所预置的反馈参数与实际的反馈装置（如编码器）不符，或对转速反馈环节的PID功能预置不当，也都可能导致电动机在运行时发生振动，应对上述各环节进行检查。五、变频器内部故障的检查1、整流模块的故障1、1测试电路整流模块的基本电路如图所示，内部的二极管是否损坏，可用万用表的电阻挡来进行测试。但应注意，当万用表在电阻挡时，其“－”表笔（通常是黑笔）是表内电池的正极；而“＋”表笔（通常是红笔）是表内电池的负极。因此，当黑笔接二极管正极、红笔接二极管负极时，二极管将处于导通状态，繁殖，二极管处于截至状态。1、2完好模块的测量结果在测量变频器内的整流模块时，没有必要把模块拆下后在测，而可以直接在变频器上进行测量。如果模块完好无损，则测量结果如表所示。完好整流模块的测量结果二极管符号万用表表笔测量结果二极管符号万用表表笔测量结果红表笔黑表笔红表笔黑表笔VD1RP+×VD4RNOP+RONR×VD3SP+×VD6SNOP+SONS×VD5TP+×VD2TNOP+TONT×注O表示导通，×表示不通。2、逆变模块的故障2、1测试电路一般情况下，逆变管（IGBT）损坏的原因，不外是击穿和因电流过大而“烧坏”两种情形。在极大多数情况下，损坏后都呈正、反向都导通的现象，因此也能用万用表来进行判断。一般来说，IGBT管损坏后，其正、反向的电阻值要小于二极管正向导通时的电阻值。2、2测试结果逆变模块在完好状态下的测试结果如表所示。 完好逆变模块的测量结果逆变管符号万用表表笔测量结果逆变符号万用表表笔测量结果红表笔黑表笔红表笔黑表笔V1UP×V4UNOPUONU×V3VP×V6VNOPVONV×V5WP×V2WNOPWONW×但在测量时，应注意：在逆变管的旁边，还常常有缓冲电路，内有电容。因此，刚开始测量时，表针有可能短时间地向导通方向偏转。此外，数字式万用表的表笔极性，常常和指针式万用表相反。1、其他部分的故障判断3、1驱动模块用示波器测量其输入端和输出端的波形。但在测量时必须注意：由于驱动模块的输出端是和直流高电压相连的，如图所示。图中，当三相电源中任意一相（R、S、T）为“－”时示波器的地端都将通过二极管和电源的相线相连接，形成短路。因此，示波器和驱动模块的输出端之间应通过隔离起隔离。如无隔离器，则至少也应将示波器的地端用电容器隔离。3、2控制电源变频器内部的控制电源有三种，其故障现象如下：（1）主控电源。如发生故障，则变频器完全不能工作。（2）给定电源。如发生故障，则外界给定将无法工作。（3）输入控制电源。如发生故障，则各输入控制端将不起作用。可以直接用万用表量其电压。