变频器的结构特点和过电压的危害

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。在供电系统在运行中,存有大量冲击性负荷与间歇性负荷,加之供电系统各种短路故障的发生都很容易造成电网电压出现短时、快速地变化,这种电压波动对采用矢量闭环控制的变频器影响很大,甚至导致其跳停,影响生产。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果，电流是不允许超过额定值的，否则将引起电动机的发热。因此，如果磁通减小，电磁转矩也必减小，导致带载能力降低。

变频器过电压一般是指中间直流回路过电压,其危害主要有以下三点:一是电网电压升高会增加电机铁芯磁通，很容易造成磁路饱和,加大励磁电流,导致电机温升过大,损伤电机;二是电网电压升高会使中间直流回路电压升高后,变频器输出电压的脉冲幅度过大,对电机绝缘寿命有很大的影响;三是对中间直流回路滤波电容器寿命影响很大,甚至会引起电容器爆裂。

逆变电路基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都仼意可调的交流电源,在变频器的输入侧增加逆变电路,可以使变频器中间直流回路多余的能量回馈给电网。根据变频器的容量以及其中间直流回路的电流电压的估算,可以在其中间直流回路上增加合适的电容,此电容能够稳定叵路电压,提升叵路承受过电压的能力,也可在设计阶段选用较大容量的变频器来有效防治过电压的影响。

因此,在条件容许下,可利用变压器的分接开关,通过低压档的放置降低电源电压来提升变频器过电压能力。对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响,严重时会引起电容器爆裂。制动或减速时间过短或制动电阻损坏。对于电源输入侧有冲击过电压、霆电引起的过电压、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。

如果电动机的温升不高,则首先应检査变频器的热保护功能预置得是否合理,如变频器尚有裕量,则应放宽预置值;如变频器的允许电流已经没有裕量,则说明变频器的选择不当,应加大变频器的容量,更换变频器;其次应检查供电电压和电动机侧三相电压是否平衡。过电压产生后,变频器为了防止内部电路损坏,其过电压保护功能将动作,使变频器停止运行,导致设备无法正常工作。