变频器输出缺相检测

变频器产品中主要有单相220V与三相380V的区分，当然输入缺相检测只存在于三相的产品中。图1所示为变频器主电路，R、S、T为三相交流输入，当其中的一相因为熔断器或断路器的故障而断开时，便认为是发生了输入缺相故障。

图1 变频器主回路
变频器缺相故障除了输入缺相外，还有一种是输出缺相，这将直接导致电机缺相运行。缺相时，电机静止时启动，电机就转不起来。若是在运行中缺相十分危险，电机电流增大1.2倍，发热严重，震动加剧，急易烧坏电机。变频器通过检测输出电流，就可以判断三相输出是否缺相。
变频器输入缺相的检测方法
当变频器不发生缺相的正常情况下工作时，Udc上的电压如图2所示，一个工频周期内将有6个波头，此时直流电压Udc将不会低于470V，实际上对于一个7.5kW的变频器而言，其C的值大小一般为900uf，当满载运行时，可以计算出周期性的电压降落大致为40V，纹波系数不会超过7.5％。而当输入缺相发生时，一个工频周期中只有2个电压波头，且整流电压最低值为零。此时在上述条件下，可以估算出电压降落大致为150V，纹波系数要达到30％左右。

图2 Udc上的电压波形
由此可以看出，在变频器输入缺相后仍在运行时，电容C将被反复大范围的充电，这种情况是不允许的，它必然将使电容器损坏，从而造成整台变频器的损坏。并且，若负载较轻，虽然不会造成电容的损坏，但是直流电压的纹波系数相比于正常时将会增大很多，而且目前变频器一般具有恒电压控制功能，这将造成开关占空比的振荡和负载电流的振荡。而负载较重时，则进一步损坏整流桥，促使变频器故障几率增大，如在送电时就发生缺相，由于单相大电流运行极易造成变频器烧毁。
检测变频器输入缺相，最简单的一种方法就是使用硬件检测，如图3所示是其中的一种方法。该电路中C0上的电压高低将反映R、S、T三相输入有无缺相，当发生缺相时，C0上的电压降低，光藕器件将不导通，A点的信号为高电平，对应缺相的发生。

图3 变频器输入缺相的硬件检测方法
当然，还可以从软件上进行输入缺相的检测，这是因为Udc在正常情况下，除直流成分外，其主要交流成分的周期为3.33ms，而在缺相的情况下，其主要交流成分的周期将变为10ms，因此通过检测Udc的交流成分的周期，就可以判断其是否缺相。
变频器缺相故障的对策
对于变频器发生缺相故障时，可以从以下几方面进行检查：首先，通过电压表或钳型表来判断变频器输入输出是否正常。
主回路电气测量的说明如表1所示。

表1 主回路电气测量
（1）检查变频器的输入和输出线路是否正常。
变频器的很多故障是来自于外围线路，如断路器、接触器、电抗器、滤波器等，只有确保外围线路是正确无误的情况下，才能使变频器工作在安全可靠的电气环境中。
（2）检查变频器内部的主回路，包括整流桥、IGBT和驱动板。
对于缺相故障，艾默生变频器EV/TD系列故障代码显示E008（输入侧缺相）、E009（输出侧缺相）。故障定位如图4和图5所示。

图4 艾默生变频器输入侧缺相故障定位

图5 艾默生变频器输出侧缺相故障定位