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變(bian)頻器在調試與(yu)使用過程中(zhong)經常會遇到各(ge)種各(ge)樣的問題，其中(zhong)過電壓現象(xiang)最為常見(jian)。

過(guo)電壓產(chan)生(sheng)后，變頻器(qi)為了防止(zhi)內部(bu)電路損壞，其過(guo)電壓保護功能將(jiang)動作，使變頻器(qi)停止(zhi)運行，導致設備無(wu)法(fa)正常工作。

因此必(bi)須采(cai)取(qu)措施消除過電壓，防止故(gu)障(zhang)的(de)發生。由于變頻器與電機(ji)的(de)應用場(chang)合不同，產生過電壓的(de)原因也不相(xiang)同，所以應根(gen)據具體情(qing)況采(cai)取(qu)相(xiang)應的(de)對策。

變頻器過電壓的產生與再生制動

所謂變頻(pin)器(qi)的過電(dian)壓(ya)，是指由于種(zhong)種(zhong)原因造成(cheng)的變頻(pin)器(qi)電(dian)壓(ya)超過額定(ding)電(dian)壓(ya)，集(ji)中表現在變頻(pin)器(qi)直(zhi)流(liu)母線的直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)上。

正常工作(zuo)時，變頻器(qi)直(zhi)流(liu)部(bu)電(dian)壓為三相全波整(zheng)流(liu)后(hou)的平(ping)均(jun)值。若以380V線(xian)電(dian)壓計算，則(ze)平(ping)均(jun)直(zhi)流(liu)電(dian)壓Ud=1.35U線(xian)=513V。

在(zai)過電壓(ya)發(fa)生(sheng)時(shi)，直流母(mu)線上的儲能電容將被充電，當電壓(ya)上升至700V左右時(shi)，(因機型而異)變(bian)頻器過電壓(ya)保護動作(zuo)。

造成(cheng)變(bian)頻器過(guo)電(dian)壓的原因主要(yao)有兩(liang)種：電(dian)源過(guo)電(dian)壓和再生過(guo)電(dian)壓。

電源過電壓(ya)(ya)(ya)是指因電源電壓(ya)(ya)(ya)過高而使直流母線電壓(ya)(ya)(ya)超過額定值。而現在大部(bu)分變(bian)頻器的輸入電壓(ya)(ya)(ya)最高可(ke)達(da)460V，因此，電源引起(qi)的過電壓(ya)(ya)(ya)極(ji)為少見。

本文主要討論的(de)問(wen)題是再(zai)生(sheng)過(guo)電壓。

產生再生過電壓主要(yao)有以下原因：當大GD2(飛(fei)輪力矩)負載減速時(shi)(shi)變頻器減速時(shi)(shi)間設定(ding)過短(duan)；

電(dian)(dian)(dian)機(ji)受外力影響(風機(ji)、牽伸機(ji))或位(wei)能負載(zai)(電(dian)(dian)(dian)梯(ti)、起重機(ji))下(xia)放。由于這些原因，使電(dian)(dian)(dian)機(ji)實(shi)際轉(zhuan)速高于變頻器(qi)的(de)指令(ling)轉(zhuan)速，也(ye)就是說(shuo)，電(dian)(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)速超過了同(tong)步轉(zhuan)速，這時電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)差(cha)率為(wei)負，轉(zhuan)子(zi)繞組切(qie)割(ge)旋轉(zhuan)磁場的(de)方向與電(dian)(dian)(dian)動機(ji)狀態(tai)時相反，其產生(sheng)的(de)電(dian)(dian)(dian)磁轉(zhuan)矩為(wei)阻礙旋轉(zhuan)方向的(de)制(zhi)動轉(zhuan)矩。所以電(dian)(dian)(dian)動機(ji)實(shi)際上處于發(fa)電(dian)(dian)(dian)狀態(tai)，負載(zai)的(de)動能被"再生(sheng)"成為(wei)電(dian)(dian)(dian)能。

再(zai)生能量經逆(ni)變部續流(liu)(liu)二極管(guan)對變頻器直(zhi)流(liu)(liu)儲能電容(rong)器充(chong)電，使直(zhi)流(liu)(liu)母(mu)線電壓上升，這(zhe)就是(shi)再(zai)生過(guo)電壓。因再(zai)生過(guo)電壓的(de)(de)過(guo)程中產生的(de)(de)轉(zhuan)矩(ju)與原(yuan)轉(zhuan)矩(ju)相反(fan)，為(wei)制動(dong)轉(zhuan)矩(ju)，因此再(zai)生過(guo)電壓的(de)(de)過(guo)程也就是(shi)再(zai)生制動(dong)的(de)(de)過(guo)程。

換(huan)句話說(shuo)，消除了(le)(le)再生能(neng)量(liang)(liang)，也就提(ti)高了(le)(le)制(zhi)(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)。如果再生能(neng)量(liang)(liang)不大，因變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)與電(dian)(dian)機本身(shen)具有20的(de)(de)(de)(de)再生制(zhi)(zhi)動(dong)能(neng)力，這部(bu)(bu)分電(dian)(dian)能(neng)將被變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)及電(dian)(dian)機消耗(hao)掉(diao)。若這部(bu)(bu)分能(neng)量(liang)(liang)超過了(le)(le)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)與電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)(de)消耗(hao)能(neng)力，直流回路(lu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容將被過充電(dian)(dian)，變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)過電(dian)(dian)壓保(bao)護功能(neng)動(dong)作，使運(yun)行(xing)停止。為避(bi)免這種情況(kuang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)生，必須(xu)將這部(bu)(bu)分能(neng)量(liang)(liang)及時的(de)(de)(de)(de)處理掉(diao)，同時也提(ti)高了(le)(le)制(zhi)(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)，這就是再生制(zhi)(zhi)動(dong)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。

防止變頻器過電壓的措施

由(you)于過(guo)電壓產生的原因不同，因而采取的對(dui)(dui)策也不相同。對(dui)(dui)于在(zai)停(ting)車過(guo)程(cheng)中(zhong)產生的過(guo)電壓現(xian)象，如果對(dui)(dui)停(ting)車時間或位置無(wu)特殊(shu)要求，那(nei)么可(ke)以采用延(yan)長變(bian)頻(pin)器(qi)減(jian)速(su)時間或自(zi)由(you)停(ting)車的方法來解決。所謂自(zi)由(you)停(ting)車即變(bian)頻(pin)器(qi)將主開關器(qi)件斷開，讓電機自(zi)由(you)滑行停(ting)止(zhi)。

如果(guo)對停車時間或停車位置(zhi)有一定的要(yao)求，那(nei)么(me)可(ke)以采用(yong)直流制動(DC制動)功能。

直流(liu)制(zhi)動功能是將電(dian)機(ji)減速到一(yi)定(ding)(ding)頻率后，在電(dian)機(ji)定(ding)(ding)子繞組中通入直流(liu)電(dian)，形成一(yi)個靜(jing)止的磁場。

電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)子繞組切割這個磁場而產生一(yi)個制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)矩，使負載的(de)(de)動(dong)(dong)能(neng)變成電(dian)能(neng)以熱(re)量的(de)(de)形式消耗于電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)子回路中，因此這種(zhong)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)又稱作(zuo)能(neng)耗制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)。在直流制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)中實(shi)際上包含(han)了再(zai)生制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)與能(neng)耗制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)兩(liang)個過(guo)(guo)程(cheng)。這種(zhong)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)方法(fa)效率僅為再(zai)生制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)的(de)(de)30-60，制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)矩較小。由于將能(neng)量消耗于電(dian)機(ji)中會使電(dian)機(ji)過(guo)(guo)熱(re)，所以制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)時(shi)間不宜過(guo)(guo)長。

而(er)且直(zhi)流制(zhi)(zhi)動開始頻率，制(zhi)(zhi)動時間及(ji)制(zhi)(zhi)動電(dian)(dian)壓(ya)的(de)大小均為人工設定，不能根據再生電(dian)(dian)壓(ya)的(de)高(gao)低自(zi)動調節，因而(er)直(zhi)流制(zhi)(zhi)動不能用于正(zheng)常運(yun)行中產生的(de)過(guo)電(dian)(dian)壓(ya)，只能用于停車時的(de)制(zhi)(zhi)動。

對于(yu)減(jian)(jian)速(su)(su)(從高速(su)(su)轉為(wei)低速(su)(su)，但(dan)不(bu)停車(che))時(shi)(shi)因(yin)負載的(de)(de)GD2(飛輪轉矩)過大而(er)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)過電壓，可以采(cai)取適當延長(chang)減(jian)(jian)速(su)(su)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)來(lai)解決。其(qi)實這種方(fang)(fang)法(fa)也(ye)是利(li)用再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)原理，延長(chang)減(jian)(jian)速(su)(su)時(shi)(shi)間(jian)只是控制(zhi)(zhi)負載的(de)(de)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)電壓對變頻器的(de)(de)充電速(su)(su)度，使變頻器本(ben)身的(de)(de)20的(de)(de)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)能(neng)力得到合理利(li)用而(er)已。至(zhi)于(yu)那些由于(yu)外力的(de)(de)作用(包括位(wei)能(neng)下放)而(er)使電機處于(yu)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)狀態(tai)的(de)(de)負載，因(yin)其(qi)正常運(yun)行于(yu)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)狀態(tai)，再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)量過高無法(fa)由變頻器本(ben)身消耗(hao)掉(diao)，因(yin)此不(bu)可能(neng)采(cai)用直流制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)或延長(chang)減(jian)(jian)速(su)(su)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)。

再生制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)與(yu)直流制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)相(xiang)比，具(ju)有較高的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩，而且制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩的(de)大(da)小可以(yi)跟據負(fu)載所(suo)需的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)力矩(即再生能量的(de)高低)由(you)變頻(pin)器的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)單元自(zi)動(dong)控制(zhi)(zhi)(zhi)。因此再生制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)最(zui)適用于在正常工作過(guo)程中為負(fu)載提供制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩。

變頻再生制動的方法：

1.能量消耗型：

這種方法是在(zai)變頻(pin)器直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)回路(lu)中并聯一個(ge)(ge)制(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)，通過(guo)檢測直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)母線電(dian)壓(ya)(ya)來控制(zhi)一個(ge)(ge)功率管的(de)通斷。在(zai)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)母線電(dian)壓(ya)(ya)上(shang)升至(zhi)700V左右時(shi)，功率管導通，將再(zai)(zai)生能(neng)量通入(ru)電(dian)阻(zu)，以熱(re)能(neng)的(de)形式消(xiao)(xiao)耗掉，從而防(fang)止直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)上(shang)升。由于(yu)再(zai)(zai)生能(neng)量沒(mei)能(neng)得到(dao)利用，因此屬于(yu)能(neng)量消(xiao)(xiao)耗型。同為能(neng)量消(xiao)(xiao)耗型，它與直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)制(zhi)動(dong)的(de)不同點是將能(neng)量消(xiao)(xiao)耗于(yu)電(dian)機之外的(de)制(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)上(shang)，電(dian)機不會過(guo)熱(re)，因而可(ke)以較頻(pin)繁的(de)工作。

2.并聯直流母線吸收型：

適用(yong)于(yu)(yu)多(duo)(duo)電(dian)機傳(chuan)動系(xi)統(如(ru)牽伸機)，在這(zhe)個系(xi)統中(zhong)，每臺電(dian)機均需一臺變頻器(qi)，多(duo)(duo)臺變頻器(qi)共(gong)(gong)用(yong)一個網側(ce)變流器(qi)，所有(you)的逆變部并接在一條(tiao)共(gong)(gong)用(yong)直流母(mu)線上。這(zhe)種系(xi)統中(zhong)往往有(you)一臺或(huo)數臺電(dian)機正常工作于(yu)(yu)制動狀(zhuang)態(tai)(tai)，處(chu)于(yu)(yu)制動狀(zhuang)態(tai)(tai)的電(dian)機被(bei)其它電(dian)動機拖(tuo)動，產生(sheng)再生(sheng)能量，這(zhe)些(xie)能量再通過并聯直流母(mu)線被(bei)處(chu)于(yu)(yu)電(dian)動狀(zhuang)態(tai)(tai)的電(dian)機所吸(xi)(xi)收(shou)。在不能完全吸(xi)(xi)收(shou)的情況下，則通過共(gong)(gong)用(yong)的制動電(dian)阻消耗掉(diao)。這(zhe)里的再生(sheng)能量部分被(bei)吸(xi)(xi)收(shou)利(li)用(yong)，但(dan)沒有(you)回饋(kui)到電(dian)網中(zhong)。

3.能量回饋型：

能(neng)量(liang)(liang)回饋型的變頻器網側變流器是可(ke)逆的，當有再生(sheng)能(neng)量(liang)(liang)產生(sheng)時，可(ke)逆變流器將再生(sheng)能(neng)量(liang)(liang)回饋給電(dian)網，使再生(sheng)能(neng)量(liang)(liang)得(de)到完全利用。但(dan)這種方法對電(dian)源(yuan)的穩定性(xing)要(yao)求較高，一旦(dan)突(tu)然停電(dian)，將發生(sheng)逆變顛覆。