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变频器欠压故障该如何解决

日期:2019-11-17 07:40
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摘要: 普通低HP驱动器的驱动(VFD)欠压保护基于驱动单元直流母线上的测量电压而非输入交流电压。重要的是要意识到这一事实有助于排除故障。任何可能导致直流母线电压下降的事件都可能导致直流链路欠压故障事件。本指南将帮助您解决欠压故障代码的VFD问题。 在空闲(未运行)条件下,3相VFD 的理想直流母线电压应约为2的平方根乘以交流有效值电压。因此,对于480V,3相系统,预期的空闲DC总线电压应约为678V。对于415V三相系统驱动器,空闲直流母线电压应为586V左右。直流母线电压的实际值取决于许多参数,包括: 交流输入峰值...

普通低HP驱动器的驱动(VFD)欠压保护基于驱动单元直流母线上的测量电压而非输入交流电压。重要的是要意识到这一事实有助于排除故障。任何可能导致直流母线电压下降的事件都可能导致直流链路欠压故障事件。本指南将帮助您解决欠压故障代码的VFD问题。

在空闲(未运行)条件下,3相VFD 的理想直流母线电压应约为2的平方根乘以交流有效值电压。因此,对于480V,3相系统,预期的空闲DC总线电压应约为678V。对于415V三相系统驱动器,空闲直流母线电压应为586V左右。直流母线电压的实际值取决于许多参数,包括:

交流输入峰值电压加载到驱动器上交流线路电抗器的存在DC扼流圈的存在存在隔离变压器由于上述因素,正常情况下的直流母线电压变化很大。典型的标称值是:

230V系统:310 VDC415V系统:560 VDC480V系统:648 VDC600V系统:810 VDC测量直流母线电压 需要了解预期的直流电压幅度和额定承受该电压的设备的可用性。大多数驱动器将在驱动器显示屏上提供DC总线电压的大小,或者可以在驱动器上的指定端子处测量。

触发故障的欠压阈值因制造商而异。以下是少数制造商的欠压故障阈值:

VFD欠压跳闸阈值

将欠压跳闸阈值与标称直流母线电压进行比较,可以看出大多数驱动器的欠压跳闸设置约为标称直流母线电压的60%。发生欠压故障的相应近似交流电压可以通过将上述值除以1.35来计算

VFD上出现直流母线欠压故障的典型原因

稳态欠压瞬间电压骤降(下降)失去一个阶段预充电电路存在问题VFD直流电压检测电路故障以下讨论这些中的每一个。

带预充电电路的VFD原理图

1. 稳态欠压:在这种情况下,设施总线上的电压小于标称值。当VFD输入电压低时,DC总线电压会相应下降。直流母线上的纹波也会增加。如果直流电压低于阈值,则驱动器将在欠压时发生故障。

解决方案:稳态欠压的解决方案是联系供电公司,检查是否有可能改变供电变压器分接位置或调节稳压器。如果设施拥有降压变压器,则调查改变变压器抽头 以增加电压的可能性。在添加任何功率因数校正电容器以提高系统电压之前,建议进行额外的检查。当系统具有大的非线性负载(VFD等)时,电容器可以与驱动器产生的谐波相互作用以产生谐波谐振问题。共振可能导致电容器和/或VFD故障。在这些情况下,建议使用失谐电容器

如果驱动器的稳态电压略低于标称电压,驱动电压设置参数可以更改为该值。例如,如果输入电压为460V而不是480V,那么将驱动电压参数设置为480V将导致欠压跳闸阈值高于设置为460V的阈值。这是因为欠压跳闸设置基于编程的输入电压。

2.瞬时电压骤降(下降):根据IEEE Std 1159定义,电压下降或电压骤降是持续时间大于周期且小于1分钟的均方根电压的变化,保留电压在标称值的10%和90%之间。瞬间电压下降可能对驱动器的运行有害。电压骤降会产生几个问题。这些可分为两类:

主要影响

欠压故障次要影响

保险丝/断路器跳闸VFD整流二极管/电容器故障主要影响:瞬间电压骤降可能导致直流母线电压变低并达到故障阈值并触发驱动器关闭。

次要影响:根据VFD的负载,瞬间电压下降可能导致直流母线电压低于故障阈值。在电压骤降(下降)期间,电动机的能量来自直流母线电容器,导致其比正常情况下耗尽更快。在恢复电压时(当电压下降结束时),AC输入侧产生大的电流涌入,以对驱动总线电容器充电。根据驱动器的大小,此电流峰值可能是驱动器正常峰值电流的5-20倍。这种大的电流浪涌可能导致驱动器的熔断器或断路器跳闸。此外,浪涌电流也可能损坏二极管整流器电路和电容器,特别是如果驱动器靠近大型kVA源变压器。

解决电压骤降的解决方案:

系统级电压暂降:使用垂度缓解技术可以降低设施级电压骤降。其中一些是:

动态电压恢复器[DVR]静止无功补偿器[SVC]防护变压器VFD的电压下降解决方案:许多现代VFD都能够通过功能执行某种下陷。这意味着驱动器能够在短暂的持续时间内通过电压骤降而性能下降。这些是制造商特定的,建议查阅相应的驱动器数据表以获取更多信息。现代驱动器的一些常见选项包括:

在电压骤降开始时,驱动器将继续从DC总线中存储的能量操作,直到DC电压下降到预设值。这允许驱动器在短暂的电压骤降事件期间为电动机提供电力。如果下垂持续存在且直流母线电压降至预定阈值,则驱动器将在欠压时跳闸。在电压骤降开始时,驱动器将停止为电动机供电,并且只要能够使用电动机惯性,就会尝试保持直流母线电压。通过这样做,VFD可以保持在线而不会跳闸,尽管电动机将开始减速。如果变频器具有欠压故障延迟设置,则可用于延迟故障发生。减轻电压骤降对VFD的二次影响的解决方案:

防止熔断器工作,二极管故障:电压骤降(下降)后的输入熔断器或断路器操作是由放电的直流电容器吸收的电流引起的。通过应用以下方法,可以降低浪涌电流幅度,从而降低熔断器操作和二极管故障的可能性:

线反应堆直流扼流圈隔离变压器上面列出的所有组件都会在驱动器的电源侧增加额外的阻抗,从而降低峰值充电电流的大小。在电压下降后降低峰值充电电流将有助于防止熔丝操作以及二极管故障甚至过早损坏电容器。

3.一相损失:如果在风暴过程中电力设施的一个阶段已经打开或者由于熔断器操作或某些其他原因导致设施单相,则可能出现这种情况。当驱动器输入输入电压时,它将根据设计检测为输入缺相故障或欠压故障。

如果失去一相的驱动器继续运行(通过取消缺相参数设置或其他方式),则驱动器将在其他两个健康阶段吸取更大的峰值电流。这也会增加直流母线上的纹波电压,并可能导致驱动器上的整流二极管或电容器发生故障。建议不要关闭缺相参数。

解决方案:没有什么可以做的,以防止电力线路上的单相。但是,该设施可以在输入的服务开关设备上安装缺相继电器,并且分流主断路器。需要将驱动器缺相参数设置为ON,以保护驱动器免受单相状态的损坏。

4.预充电电路问题:

在许多现代驱动器上(并非所有驱动器都具有此功能),有一个预充电继电器通过串联电阻为直流总线电容充电。请参阅本文开头的图。该电路用于在驱动器初始接通时防止大量涌入放电直流母线的电流。在预设的时间延迟之后,此时DC总线将充电到所需的电压,使用接触器绕过电阻器,并且电阻器不再是电路的一部分。

如果接触器从电阻器切换回来有任何问题,那么整个电流消耗将通过电阻器,并且DC总线电压将低以支持负载并且可能在欠压时跳闸。这通常发生在VFD的开始阶段。如果驱动器重启几次,这个问题通常会导致预充电电阻快速失效。

5. VFD直流电压检测电路的问题

驱动器的欠压和过压故障设置基于驱动控制电路从直流母线测量的电压。如果此电路出现任何故障,可能会导致故障或过压跳闸。

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