变频器过电压故障处理对策

对于变频器过电压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理;二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内。下面是主要的对策:
1.在电源输入侧增加吸收装置，减少过电压因素
对于电源输入侧有冲击过电压、雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。
2.从变频器已设定的参数中寻找解决办法
在变频器可设定的参数中主要有两点:
l 减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减少的速度。
l 是中间直流回路过电压倍数。
3.分析工艺流程，在工艺流程中寻找解决办法
如我厂氢氧化铝捞取浮游物项目袋滤机系统，有8台50kW进料泵、4台30kW回流泵采用富士变频器调速，在袋滤机工作流程中每隔20～30min需要将吸附在滤布上的滤饼除去，除去滤饼的方法是使滤布的出料侧压力高于进料侧压力，形成较高的压差使料浆倒流来实现的。在蓄能阶段，进料泵闭环于流量参数，为了保持恒定流量，变频器的频率一直在提升，到了回流阶段，进料阀门突然关闭，进料泵变频器负载突降，电机进入再生发电状态，引发过电压故障。我们分析在蓄能阶段后期只要在袋滤机内形成满足去除滤饼所要求的压力即可，没有必要形成过高的压力，而使变频器运行于过高的频率段，对于此故障可以在蓄能阶段引入袋滤机内部压力值，达到所需压力即停止频率的上升。或可以在蓄能的整个阶段停止频率的上升，这样就可以大幅减少回流阶段负载侧能量向中间直流回路的回馈。这一点在dcs集散控制系统中是可以办到的。
如袋滤机系统中回流泵因2～3台袋滤机对滤布反冲洗时，循环卸料，时间短,流量大，料浆中混有空气，引起回流泵打空转，负载突减，使电动机处于再生制动工况，导致变频器中间直流回路过电压，变频器保护跳闸，对于这一故障，可以从工艺方面入手，在每台袋滤机的回流出口至回流槽处加缓冲槽，改变回流流量突变状况，减小流量变化对变频器的影响，解决过电压问题。
4.采用增加泄放电阻的方法
一般小于7.5kW的变频器在出厂时内部中间直流回路均装有控制单元和泄放电阻，大于7.5kW的变频器需根据实际情况外加控制单元和泄放电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，是一种常用的泄放能量的方法。其不足之处是能耗高，可能出现频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高、设备损坏。
5.在输入侧增加逆变电路的方法
处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加逆变电路，可以将多余的能量回馈给电网。但逆变桥价格昂贵，技术要求复杂，不是较经济的方法。这样在实际中就限制了它的应用，只有在较高级的场合才使用。
6.采用在中间直流回路上增加适当电容的方法
中间直流回路电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器是解决变频器过电压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，是以增大变频器容量的方法来换取过电压能力的提高。
7.在条件允许的情况下适当降低工频电源电压
目前变频器电源侧一般采用不可控整流桥，电源电压高，中间直流回路电压也高，电源电压为380V、400V、450V时，直流回路电压分别为537V、565V、636V。有的变频器距离变压器很近，变频器输入电压高达400V以上，对变频器中间直流回路承受过电压能力影响很大，在这种情况下，如果条件允许可以将变压器的分接开关放置在低压档，通过适当降低电源电压的方式，达到相对提高变频器过电压能力的目的。
8.多台变频器共用直流母线的方法
至少两台同时运行的变频器共用直流母线可以很好的解决变频器中间直流回路过电压问题，因为任何一台变频器从直流母线上取用的电流一般均大于同时间从外部馈入的多余电流，这样就可以基本上保持共用直流母线的电压。使用共用直流母线存在的最大的问题应是共用直流母线保护上的问题，在利用共用直流母线解决过电压的问题时应注意这一点。
9.通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题
在很多工艺流程中，变频器的减速和负载的突降是受控制系统支配的，可以利用控制系统的一些功能，在变频器的减速和负载的突降前进行控制，减少过多的能量馈入变频器中间直流回路。如对于规律性减速过电压故障，可将变频器输入侧的不可控整流桥换成半可控或全控整流桥，在减速前将中间直流电压控制在允许的较低值，相对加大中间直流回路承受馈入能量的能力，避免产生过电压故障。而对于规律性负载突降过电压故障，可利用控制系统如FOXBORO的DCS集散系统的控制功能，在负载突降前，将变频器的频率作适当提升，减少负载侧过多的能量馈入中间直流回路，以减少其引起的过电压故障。