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变频器轻载过电流故障判断与处理方法

提示:

负载很轻,却又过电流跳闸,这是变频调速所特有的现象。在U/f控制模式下,存在着一个十分突出的问题,就是在运行过程中,电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于:1)低频运行(fx下降)时,由于电压Ux的下降,电阻压降I1r1所占比例增加,而反电动势E1所占的比例减小,比值E/f和磁通也随之减小。为了能带动较重的负载,常

    负载很轻,却又过电流跳闸,这是变频调速所特有的现象。在U/f控制模式下,存在着一个十分突出的问题,就是在运行过程中,电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于:

    1)低频运行(fx下降)时,由于电压Ux的下降,电阻压降I1r1所占比例增加,而反电动势E1所占的比例减小,比值E/f和磁通也随之减小。为了能带动较重的负载,常常需要进行转矩补偿(即提高U/f比,也叫转矩提升)。而当负载变化时,电阻压降I1r1和反电动势E1所占的比例、比值E/f和磁通量等也都随之变化。结果是导致电动机磁路的饱和程度也在随负载的轻重而变化。

    2)在进行变频器的功能预置时,通常是以重载时也能带得动负载作为依据来设定U/f比的。显然,重载时电流I1和电阻压降△Ur都大,需要的补偿量也大。但这样一来,在负载较轻,I1和电△Ur都较小时,必将引起“过补偿”,导致磁路饱和。

    3)磁路饱和的后果。当磁路饱和时,磁通和励磁电流的波形如图11-11所示。图11-11 (a)是电动机磁路的磁化曲线;图11-11 (b)是磁通的波形,由于磁路饱和的原因,磁通波形的上面被“削平”了,变成了平顶波;图11-11 (c)是励磁电流的波形,其横坐标是励磁电流i0,与磁化曲线图11-11 (a)的横坐标对应。纵坐标是时间t,它和磁通曲线的横坐标相对应。因此,它是由图11-11 (a)和图11-11 (b)综合作出的。由图11-11可以看出,励磁电流i0的波形将发生严重畸变,是一个峰值很高的尖峰波。磁路越饱和,励磁电流的畸变越严重,峰值也越大。

磁路在饱和区工作时的励磁电流

    11-11    磁路在饱和区工作时的励磁电流

    (a)磁化曲线;(b)磁通曲线;(c)励磁电流

    由于尖峰波的电流变化率di/dt很大,但电流的有效值不一定很大。结果是往往在负载很轻时发生过电流跳闸。

    这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸,主要发生在低频、轻载的情况下。常见的例子如:

    1)负载在运行过程中,阻转矩的变化较大。例如,某厂的车床采用变频调速,所购变频器无矢量控制功能。为了能在低速时进行切削,将U/f比预置得较大,但一退刀就跳闸。

    解决方法是反复调整U/f比,使之既能在低速时进行切削,退刀时又不跳闸。

    2)变频器用于风机或水泵类负载时,U/f比却预置得较大。例如,某厂有一台变频器,原来用在传输带上,运行情况一直很好。后改用到风机上,启动时,频率刚上升到10Hz左右就因“过流”而跳闸了。这是因为,传输带是恒转矩负载,当变频器用到传输带上时,其U/f比必预置得较大。而风机是二次方率负载,低速时负荷级轻,导致电动机磁路严重饱和,励磁电流严重畸变,峰值很大,使变频器跳闸。解决的方法是重新预置U/f比。


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