变频器技术及应用 变频器过欠压故障分析及处理.pdf
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2022-07-09
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变频器过欠压故障分析及处理
所谓变频器的过电压，是指由于各种原因造成的变频器电压超过额定电压，变频器的
过电压集中表现在直流母线的直流电压上，正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的
平均值。若以 380V 线电压计算，则平均直流电压 U
d
=1.35U
AC
=513V。在过电压发生时，直流
母线的储能电容将被充电，当电压上至 760V 左右时，变频器过电压保护动作。
常见的变频器过电压有输入交流电源过电压和再生类过电压。
（1）输入交流电源过电压
电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在
合闸或断开时形成的过电压等，主要特点是电压变化率 du/dt 和幅值都很大。如由于雷电串
入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检查器动作而跳闸，在这种情况下，通常只需断
开变频器电源 1min 左右，再合上电源，即可复位。
（2）再生类过电压
再生类过电压主要有三种情况：加速时过电压、减速时过电压和恒速时过电压。再生过
电压主要是指由于某种原因使电机处于再生发电状态时，即电机处于实际转速比变频频率设
定的同步转速高的状况，此时负载的传动系统中所存储的机械能经电机转化成电能，通过逆
变器的 6 个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果
变频器中没有采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上
升，达到过电压限制而使保护动作。产生再生过电压主要有以下原因：
1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小。
这种情况下，变频器的减速属于再生制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下
降，负载处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能
量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大允许
电压而使过电压保护动作。
对于这种故障，如果工艺允许的话可将减速时间参数设置长些或变频器的停止方式设置
为自由停车，如果工艺条件不允许，应在系统中按负载特性增加制动单元，对已设置制动单
元的系统可以增大制动电阻的能耗容量。
2）电机受到外力影响（风扇、牵伸机）或拖动的是位能负载（电梯、起重机），当位能
负载下降时下放的速度过快，使电机的实际转速高于变频器的给定指令转速时，也就是说，
电机转子转速超过了同步转速时，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与
电机电动状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电机实际上处于
发电状态，负载的动能“再生”成为电能。
处理这种过电压故障可在系统中按负载特性增加制动单元，对已设置制动单元的系统可
增大制动电阻的吸收容量，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设得长一些。
3）多个电机拖动同一个负载时出现再生类过电压故障，主要是由于负荷匹配不佳引起
的。以两台电机拖动一个负载为例，当一台电机的实际转速大于另一台电机的同步转速时，
则转速高的电机相当于原动机，转速低的处于发电状态，而引起再生类过电压故障。处理此
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