过电压的原因及其对策

《过电压的原因及其对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、变频器基础讲座（八）“过电压的原因及其对策一、冃IJS变频器在调试与使用过程中经常会遇到各种各样的问题，其中过电压现象最为常见。过电压产生后，变频器为了防止內部电路损坏，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。因此必须采取措施消除过电压，防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场介不同，产生过电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的对策。二、过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压，是指市于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集屮表现在变频器肓流母线的肓流电压上。正常匚作时，变频器直流部电压为三相全波整流示的平均值。若以380V

2、线电压计算，则平均直流电压Ld=1.35U线二513V。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要冇两种：电源过电压和再生过电压。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牛过电压。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煎；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。由丁•这些原因，使电机实际转速高于

3、变频器的指令转速，也就是说，电机转子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，具产牛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。因再生过电压的过程屮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，消除了再牛•能量，也就提高了制动转矩。如果再牛能量不大，因变频器与电机本身具有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

4、分能量超过了变频器与电机的消耗能力，肓流冋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住，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。三、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。对于在停车过程屮产生的过电压现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，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。所谓口由停千即变频器将主开关器件断开，让电机口由滑行停止。如果对停车时间或停车位置冇一定的要求，那么口J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

5、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中，因此这种制动乂称作能耗制动。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%,制动转炬较小。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人小均为人工设定，不能根据再牛电压的高低自动调节，因而直流制动不能川于正常运行屮产生的过电压，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）

6、过大而产生的过电压，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，延长减速吋间只是控制负载的再生迫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。至于那些山于外力的作用（包括位能下放）而使电机处于再生状态的负载，因其止常运行于制动状态，再生能量过高无法由变频器本身消耗掉，因此不可能釆用直流制动或延长减速吋间的方法。再生制动与直流制动相比，具冇较高的制动转矩，而H.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）山变频器的制动单元自动控制。因此再生制动最适用于在正常工作过程中为负载提供制动转矩。四、

7、再生制动的方法：1.能虽:消耗型：这种方法是在变频器直流冋路小并联一个制动电阻，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，将再牛能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流电压的上升。由于再住能量没能得到利川，因此属于能最消耗型。同为能竝消耗型，它与肓•流制动的不同点是将能量消耗于电机之外的制动电阻上，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，所冇的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统屮

8、往往有一哈或数台电机正常工作于制动状态