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變(bian)頻器在(zai)調試(shi)與使用過程(cheng)中經常會遇到各(ge)種各(ge)樣(yang)的問題，其中過電壓現象常見。

過電(dian)壓(ya)產生后(hou)，變頻器(qi)為了防止內部(bu)電(dian)路損壞，其過電(dian)壓(ya)保護功能將動作，使(shi)變頻器(qi)停止運行，導致設備無(wu)法正常工作。

因此須采(cai)取(qu)措施(shi)消除(chu)過電(dian)壓(ya)，防止故(gu)障的(de)發生(sheng)。由于變頻器與電(dian)機的(de)應用場合不同，產生(sheng)過電(dian)壓(ya)的(de)原因也(ye)不相同，所以應根據具(ju)體情況采(cai)取(qu)相應的(de)對策。

變頻器過電壓的產生與再生制動

所謂(wei)變(bian)頻(pin)器(qi)的過電(dian)壓，是指由于種(zhong)種(zhong)原因造(zao)成的變(bian)頻(pin)器(qi)電(dian)壓超過額定電(dian)壓，集中表現(xian)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)直流母線的直流電(dian)壓上(shang)。

正常(chang)工作時，變頻器直流部電壓為三相全波整流后(hou)的平均值。若以380V線電壓計(ji)算，則(ze)平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。

在過(guo)電(dian)(dian)壓(ya)發(fa)生時，直流母線(xian)上的儲(chu)能電(dian)(dian)容將被充電(dian)(dian)，當電(dian)(dian)壓(ya)上升至(zhi)700V左右時，(因機型而異)變頻器過(guo)電(dian)(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)動作。

造成變頻器過電(dian)壓的(de)原因主(zhu)要有兩種(zhong)：電(dian)源過電(dian)壓和(he)再(zai)生過電(dian)壓。

電(dian)(dian)源(yuan)過(guo)(guo)電(dian)(dian)壓(ya)是(shi)指因(yin)電(dian)(dian)源(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)過(guo)(guo)高而使直流母(mu)線電(dian)(dian)壓(ya)超過(guo)(guo)額定值。而現(xian)在大部分變頻器的(de)輸入電(dian)(dian)壓(ya)高可(ke)達460V，因(yin)此，電(dian)(dian)源(yuan)引起(qi)的(de)過(guo)(guo)電(dian)(dian)壓(ya)很少(shao)見。

本文主(zhu)要(yao)討(tao)論的(de)問題是再(zai)生過電壓。

產生再生過(guo)電壓主要有以下原因：當(dang)大(da)GD2(飛輪力(li)矩)負載減速時變頻(pin)器減速時間設定過(guo)短(duan)；

電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)受外力影響(xiang)(風機(ji)(ji)、牽伸機(ji)(ji))或位能(neng)(neng)負(fu)載(zai)(電(dian)(dian)(dian)梯、起重機(ji)(ji))下放。由于這(zhe)些原因(yin)，使電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)實(shi)際轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)高于變頻器的指令轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，也就(jiu)是說，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)超(chao)過了同步轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，這(zhe)時電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的轉(zhuan)(zhuan)差率為(wei)負(fu)，轉(zhuan)(zhuan)子繞組切割旋轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場的方向與電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)狀態時相反，其產生的電(dian)(dian)(dian)磁(ci)轉(zhuan)(zhuan)矩為(wei)阻礙旋轉(zhuan)(zhuan)方向的制動(dong)轉(zhuan)(zhuan)矩。所以電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)實(shi)際上處于發電(dian)(dian)(dian)狀態，負(fu)載(zai)的動(dong)能(neng)(neng)被"再生"成為(wei)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。

再(zai)生能量經逆變部續流二極管對變頻器直流儲能電(dian)容(rong)器充電(dian)，使直流母線電(dian)壓(ya)上升(sheng)，這就是再(zai)生過(guo)電(dian)壓(ya)。因再(zai)生過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)產生的(de)轉矩與原轉矩相反，為(wei)制動轉矩，因此再(zai)生過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)過(guo)程(cheng)也就是再(zai)生制動的(de)過(guo)程(cheng)。

換句話說(shuo)，消除了再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)量，也(ye)(ye)就提高(gao)了制動(dong)(dong)轉矩。如果再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)量不大，因變(bian)頻器與電(dian)(dian)機(ji)本身具有(you)20的(de)(de)(de)再(zai)生(sheng)(sheng)制動(dong)(dong)能(neng)(neng)(neng)力(li)，這(zhe)(zhe)部(bu)分電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)將(jiang)(jiang)被變(bian)頻器及(ji)電(dian)(dian)機(ji)消耗掉(diao)。若這(zhe)(zhe)部(bu)分能(neng)(neng)(neng)量超過了變(bian)頻器與電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)消耗能(neng)(neng)(neng)力(li)，直(zhi)流回(hui)路的(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)將(jiang)(jiang)被過充電(dian)(dian)，變(bian)頻器的(de)(de)(de)過電(dian)(dian)壓保(bao)護功能(neng)(neng)(neng)動(dong)(dong)作，使運行停止。為避免這(zhe)(zhe)種情況的(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)，須將(jiang)(jiang)這(zhe)(zhe)部(bu)分能(neng)(neng)(neng)量及(ji)時(shi)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)掉(diao)，同時(shi)也(ye)(ye)提高(gao)了制動(dong)(dong)轉矩，這(zhe)(zhe)就是再(zai)生(sheng)(sheng)制動(dong)(dong)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

防止變頻器過電壓的措施

由(you)(you)于(yu)過電(dian)壓產(chan)生的(de)原(yuan)因不(bu)(bu)同，因而(er)采(cai)取的(de)對策也(ye)不(bu)(bu)相同。對于(yu)在停(ting)車(che)過程(cheng)中產(chan)生的(de)過電(dian)壓現象，如果(guo)對停(ting)車(che)時(shi)間(jian)或位置無特殊要(yao)求，那么可以采(cai)用(yong)延長變頻(pin)器(qi)減速(su)時(shi)間(jian)或自(zi)由(you)(you)停(ting)車(che)的(de)方法(fa)來解決。所(suo)謂自(zi)由(you)(you)停(ting)車(che)即變頻(pin)器(qi)將主開關器(qi)件(jian)斷開，讓電(dian)機自(zi)由(you)(you)滑行停(ting)止。

如果對停車時間或停車位置有一定的要求，那么(me)可以(yi)采用直流制(zhi)動(DC制(zhi)動)功能。

直流制動功能是將電機減(jian)速到一定(ding)頻率后，在(zai)電機定(ding)子繞組中(zhong)通入直流電，形成一個(ge)靜止的磁場。

電(dian)(dian)機轉子繞組切割這(zhe)個(ge)(ge)磁場而(er)產生一個(ge)(ge)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)轉矩，使負載(zai)的(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)能變成電(dian)(dian)能以(yi)熱(re)量的(de)形(xing)式消耗(hao)于(yu)電(dian)(dian)機轉子回路中，因此(ci)這(zhe)種(zhong)(zhong)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)又(you)稱(cheng)作能耗(hao)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)。在(zai)直(zhi)流(liu)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)過(guo)程中實際上包含了(le)再生制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)與(yu)能耗(hao)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)兩個(ge)(ge)過(guo)程。這(zhe)種(zhong)(zhong)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)方法效率僅為再生制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)30-60，制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)轉矩較小。由于(yu)將能量消耗(hao)于(yu)電(dian)(dian)機中會(hui)使電(dian)(dian)機過(guo)熱(re)，所(suo)以(yi)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)(dong)時(shi)間(jian)不宜過(guo)長。

而且直流制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)開始頻率，制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)時(shi)間及制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)電(dian)壓的大(da)小均為(wei)人工設定，不能根(gen)據再生電(dian)壓的高低自動(dong)(dong)調節，因而直流制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)不能用于正常(chang)運行中(zhong)產生的過(guo)電(dian)壓，只(zhi)能用于停車時(shi)的制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)。

對于減(jian)速(su)(從高(gao)速(su)轉為(wei)低(di)速(su)，但不停(ting)車)時(shi)因(yin)負載(zai)的(de)(de)GD2(飛輪(lun)轉矩(ju))過大而(er)產生的(de)(de)過電(dian)壓(ya)，可(ke)以采(cai)取適當延長(chang)(chang)減(jian)速(su)時(shi)間的(de)(de)方法來解決(jue)。其實這(zhe)種方法也是利用再(zai)(zai)生制(zhi)動(dong)原理(li)，延長(chang)(chang)減(jian)速(su)時(shi)間只是控制(zhi)負載(zai)的(de)(de)再(zai)(zai)生電(dian)壓(ya)對變頻器(qi)的(de)(de)充電(dian)速(su)度，使(shi)變頻器(qi)本(ben)(ben)身的(de)(de)20的(de)(de)再(zai)(zai)生制(zhi)動(dong)能力得到合理(li)利用而(er)已。至于那些由(you)于外(wai)力的(de)(de)作用(包括(kuo)位(wei)能下(xia)放)而(er)使(shi)電(dian)機處于再(zai)(zai)生狀(zhuang)態的(de)(de)負載(zai)，因(yin)其正常運行于制(zhi)動(dong)狀(zhuang)態，再(zai)(zai)生能量過高(gao)無(wu)法由(you)變頻器(qi)本(ben)(ben)身消耗掉，因(yin)此不可(ke)能采(cai)用直流制(zhi)動(dong)或延長(chang)(chang)減(jian)速(su)時(shi)間的(de)(de)方法。

再生(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)與直流制(zhi)動(dong)(dong)(dong)相比，具(ju)有較高(gao)(gao)的(de)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)矩，而且制(zhi)動(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)矩的(de)大小(xiao)可以跟據負載(zai)所需的(de)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)力矩(即再生(sheng)能量的(de)高(gao)(gao)低)由變頻器的(de)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)單(dan)元自動(dong)(dong)(dong)控制(zhi)。因此再生(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)適用(yong)于在正(zheng)常工作(zuo)過程(cheng)中為(wei)負載(zai)提供制(zhi)動(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)矩。

變頻再生制動的方法：

1.能量消(xiao)耗型(xing)：

這種(zhong)方法是在(zai)變(bian)頻(pin)器直(zhi)(zhi)流回路(lu)中并聯一(yi)個(ge)制(zhi)動電阻(zu)，通過檢測直(zhi)(zhi)流母(mu)線電壓(ya)來控制(zhi)一(yi)個(ge)功率(lv)管的(de)通斷。在(zai)直(zhi)(zhi)流母(mu)線電壓(ya)上升至700V左(zuo)右時，功率(lv)管導通，將(jiang)再生能(neng)(neng)(neng)量(liang)通入電阻(zu)，以(yi)熱(re)能(neng)(neng)(neng)的(de)形式(shi)消耗掉，從而防(fang)止(zhi)直(zhi)(zhi)流電壓(ya)的(de)上升。由(you)于再生能(neng)(neng)(neng)量(liang)沒能(neng)(neng)(neng)得(de)到(dao)利用，因此屬于能(neng)(neng)(neng)量(liang)消耗型。同為能(neng)(neng)(neng)量(liang)消耗型，它與直(zhi)(zhi)流制(zhi)動的(de)不同點(dian)是將(jiang)能(neng)(neng)(neng)量(liang)消耗于電機之外(wai)的(de)制(zhi)動電阻(zu)上，電機不會(hui)過熱(re)，因而可以(yi)較頻(pin)繁的(de)工作。

2.并聯(lian)直(zhi)流母線吸收型：

適用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)多電(dian)機(ji)傳(chuan)動(dong)系統(如牽伸機(ji))，在(zai)(zai)這個系統中，每臺(tai)(tai)(tai)電(dian)機(ji)均需一臺(tai)(tai)(tai)變頻器，多臺(tai)(tai)(tai)變頻器共用(yong)(yong)(yong)一個網側變流器，所有的(de)逆(ni)變部并(bing)接在(zai)(zai)一條共用(yong)(yong)(yong)直流母線上。這種(zhong)系統中往往有一臺(tai)(tai)(tai)或數臺(tai)(tai)(tai)電(dian)機(ji)正常工作于(yu)(yu)制(zhi)動(dong)狀(zhuang)態，處(chu)于(yu)(yu)制(zhi)動(dong)狀(zhuang)態的(de)電(dian)機(ji)被其它(ta)電(dian)動(dong)機(ji)拖動(dong)，產生再生能(neng)量(liang)，這些能(neng)量(liang)再通(tong)過(guo)并(bing)聯直流母線被處(chu)于(yu)(yu)電(dian)動(dong)狀(zhuang)態的(de)電(dian)機(ji)所吸(xi)(xi)收(shou)。在(zai)(zai)不能(neng)完全吸(xi)(xi)收(shou)的(de)情(qing)況下，則通(tong)過(guo)共用(yong)(yong)(yong)的(de)制(zhi)動(dong)電(dian)阻消耗掉。這里的(de)再生能(neng)量(liang)部分(fen)被吸(xi)(xi)收(shou)利用(yong)(yong)(yong)，但沒有回饋到電(dian)網中。

3.能量回饋型：

能量回饋型的變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)網側變(bian)(bian)流(liu)(liu)器(qi)是可逆的，當有(you)再生(sheng)能量產生(sheng)時，可逆變(bian)(bian)流(liu)(liu)器(qi)將(jiang)再生(sheng)能量回饋給電(dian)網，使再生(sheng)能量得到完全利(li)用。但這種方法對電(dian)源的穩定性要求(qiu)較高，一旦突然停(ting)電(dian)，將(jiang)發生(sheng)逆變(bian)(bian)顛覆。