變頻器過電壓維修和原因分析

大家使用變頻器最常見的故障可能就是變頻器過電壓問題了，過電壓問題最常見的原因是電機處在發電狀態，產生的能量無法及時的消耗造成的。過電壓產生后，變頻器為了防止內部電路損壞，其過電壓保護功能將動作，使變頻器停止運行，導致設備無法正常工作。

常用的低壓變頻器屬于交－直－交變頻器，三相電源經過整流器得到直流電，通過直流母線向逆變器供電。母線電壓在正常情況下，應該約等于進線電壓的1.35倍。 

為了保護變頻器，在母線電壓過高時，變頻器會報過壓故障，并封鎖逆變器的脈沖輸出。這是保護變頻器器件不受損壞的一個重要而且必要的方法。這個故障是不能被屏蔽的。 

變頻器內部有母線電壓檢查機構，當母線電壓測量值高于某個閾值后，變頻器會報過壓故障。 

造成變頻器直流母線過電壓的原因有很多，變頻器過電壓維修應該根據實際情況進行分析。如果找對根源，然后對癥下藥，一般都可以解決。 

1、首先是來自進線電壓的影響。 

如果電網質量不好，有瞬間高電壓出現，那勢必會造成母線電壓過高。偶爾出現的瞬間的電壓尖峰很難捕捉到，這為故障的診斷增加了難度。如果用示波器或電能質量分析儀捕捉到進線電壓的閃變，確認電網存在電壓尖峰的話，那么可以在變頻器進線端安裝電壓尖峰吸收裝置以保護變頻器。 

在打雷時，也可能會對電網電壓產生瞬時影響，也可能會造成變頻器的過電壓故障。不過打雷也是很偶然的事件，不會一直困擾變頻器的運行。不過安全起見，工廠應該有防雷措施。 

2、其次是來自輸出端的影響，即逆變器側。

在電機制動（即減速）時，電機和負載的動能轉化為電能，處于發電狀態，發出來的電在直流母線上累積，造成母線電壓越來越高。如果電機的機械系統慣性大，而制動時間短，那么制動功率很大。產生的電能在變頻器內不斷累積，來不及釋放，很容易造成直流母線過電壓。針對這種不可避免的情況，變頻器設計了很多功能來應對。一般的處理方法有： 

在工藝要求范圍內，延長制動時間。 

在停車過程中，使能Vdmax控制器，自動延長制動時間 · 使用合適的制動單元和制動電阻（這個是要花錢的） 

使用四象限工作的整流器，比如基于AFE、F3E原理的整流器 

如果使用了PID技術控制器，注意降低系統響應，減P加I，延長濾波時間 

3、最后是硬件問題。 

如果變頻器內部的電壓檢測機構工作不正常，或者CPU處理機制出了問題，這些都不是設參數就能解決的，需要報修。如果是外部機械問題，比如安裝偏心等，這也是要盡量避免的。

變頻器過電壓的防護措施根據變頻器過電壓產生的原因不同而不同。

（1）對于變頻器移相變壓器的分斷過電壓，采用阻容吸收網絡和氧化鋅避雷器組成過電壓吸收回路，取得較好效果。

（2）對于變壓器帶負載合閘產生的過電壓，可以選用周期性能好的開關（開關長期操作后會出現不同期）；采用良好的阻容吸收回路或者有源抑制器技術方案；采用帶靜電屏蔽措施的變壓器，也可以有效地抑制合閘過電壓。但是大功率變壓器在制作靜電屏蔽層的難度將是相當大的。

（3）對整流元件換向產生的過電壓，注意點是：整流元件的反向耐壓值要足夠，其次就是吸收回路和續流回路必須措施得當。否則整流器件就有可能被過電壓擊穿。

（4）由于變頻器工作時的過電壓基本上是變壓器分閘合閘時產生，因此應該從變壓器開始想辦法抑制變頻器的過電壓。可以采用：

①加大變壓器勵磁電感和對地電容，加大勵磁電感即減小空載電流，這都會引起變壓器成本的增加。

②加大變壓器對地電容：原理上容易分析，但是實際上由于變壓器本身的結構和材料限制，要想做出任意絕緣方式或絕緣等級高的變壓器是不太可能的，因此要想較大地增加變壓器的對地電容也是相當困難的。

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