變頻器過(guò)壓與欠壓故障分析

變頻器過(guò)壓與欠壓故障分析

變頻器運(yùn)行中，過(guò)壓與欠壓是常見的兩類故障。其本質(zhì)是變頻器內(nèi)部直流母線電壓的異常波動(dòng)，超越了設(shè)定的閾值。今天，我們就來(lái)拆解這兩個(gè)故障，給您一份看得懂、用得上的排查指南。

一、變頻器過(guò)壓

過(guò)壓指直流母線電壓超過(guò)設(shè)定閾值，主要發(fā)生在減速制動(dòng)階段，少數(shù)情況下來(lái)自電源側(cè)。

核心原因

1.再生制動(dòng)能量積累（主要原因）

當(dāng)電機(jī)因外部負(fù)載驅(qū)動(dòng)，實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)變頻器輸出頻率對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。產(chǎn)生的電能通過(guò)逆變器反送至直流母線，導(dǎo)致電壓抬升。

典型工況：

大慣量負(fù)載（如風(fēng)機(jī)、離心機(jī)）的快速減速。

位能性負(fù)載（如提升機(jī)、電梯）的下行過(guò)程。

2.電源側(cè)電壓異常

電網(wǎng)電壓本身過(guò)高，超出變頻器輸入范圍。

雷電或操作過(guò)電壓引起的浪涌沖擊。

3.制動(dòng)組件失效

制動(dòng)電阻未連接、阻值選型過(guò)大或已損壞。

制動(dòng)單元（控制制動(dòng)電阻通斷的IGBT模塊）故障。

處理措施

1.參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化

延長(zhǎng)減速時(shí)間：通過(guò)增大減速時(shí)間參數(shù)，降低再生能量的產(chǎn)生速率，使其在變頻器及外圍組件的能力范圍內(nèi)被消耗。

啟用與優(yōu)化制動(dòng)功能：合理設(shè)置制動(dòng)使用率、直流制動(dòng)電壓與時(shí)間等參數(shù)，確保制動(dòng)功能在需要時(shí)能及時(shí)、有效地投入。

2.加裝或檢查外部制動(dòng)組件

制動(dòng)電阻與制動(dòng)單元：對(duì)于頻繁制動(dòng)或制動(dòng)劇烈的應(yīng)用，必須加裝匹配的制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元，為再生能量提供專用的泄放通道。

能量回饋單元：對(duì)于大功率且持續(xù)發(fā)電的場(chǎng)合，可選用能量回饋單元，將再生電能逆變?yōu)楣ゎl交流電回饋電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3.檢查機(jī)械與負(fù)載

檢查設(shè)備是否存在機(jī)械卡澀或配置不合理，導(dǎo)致電機(jī)持續(xù)處于被拖拽的發(fā)電狀態(tài)。

二、變頻器欠壓

欠壓指直流母線電壓低于正常運(yùn)行所需的低值，問(wèn)題主要集中于電源側(cè)及變頻器主回路。

核心原因

1.電源輸入問(wèn)題

電網(wǎng)電壓過(guò)低：因線路壓降或電網(wǎng)本身原因，導(dǎo)致輸入電壓長(zhǎng)期偏低。

瞬時(shí)停電或電壓驟降：上級(jí)電源開關(guān)跳閘、接觸器觸點(diǎn)不良或線路虛接導(dǎo)致供電中斷。

主回路連接故障：輸入端子松動(dòng)、斷路器或熔斷器接觸電阻過(guò)大。

2.大容量設(shè)備沖擊

同一供電母線上，有大功率設(shè)備啟動(dòng)，引起電網(wǎng)電壓瞬時(shí)跌落。

3.變頻器內(nèi)部故障

預(yù)充電回路故障：限流電阻損壞或其并聯(lián)的接觸器（或繼電器）未正常吸合，導(dǎo)致直流母線無(wú)法建立正常電壓。

整流模塊損壞：部分整流二極管或IGBT損壞，導(dǎo)致整流輸出電壓不足。

直流母線電解電容老化：電容容量下降，濾波效果變差，帶載時(shí)電壓急劇跌落。

電壓檢測(cè)電路故障：采樣電阻或運(yùn)算放大器等元件損壞，導(dǎo)致誤報(bào)警。

處理措施

1.檢查與優(yōu)化電源側(cè)

測(cè)量輸入電壓：使用萬(wàn)用表測(cè)量變頻器輸入端子（R/S/T或L1/L2/L3）的電壓，確保其在允許范圍內(nèi)且三相平衡。

緊固連接部件：檢查并緊固所有電源接線端子和開關(guān)器件觸點(diǎn)。

檢查電氣元件：確認(rèn)輸入側(cè)斷路器、接觸器、熔斷器工作正常，無(wú)觸點(diǎn)燒蝕。

電源隔離或增容：將變頻器與頻繁啟動(dòng)的大功率設(shè)備從變壓器處分開供電，或考慮增大變壓器容量。

2.參數(shù)設(shè)置調(diào)整

啟用瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能：在電網(wǎng)不穩(wěn)定的場(chǎng)合，設(shè)置此功能可使變頻器在短暫電壓跌落恢復(fù)后，自動(dòng)重試運(yùn)行，避免不必要的停機(jī)。

3.變頻器內(nèi)部診斷與維修

上電診斷：變頻器上電時(shí)，注意聽內(nèi)部接觸器是否有清晰的吸合聲。若無(wú)，預(yù)充電回路可能存在故障。

外觀檢查：在完全斷電并確認(rèn)直流母線電容已放電完畢后，檢查電解電容是否有鼓包、漏液跡象。

檢修：若懷疑整流模塊、檢測(cè)電路等內(nèi)部元件損壞，應(yīng)交由技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè)與更換。

三、故障排查邏輯總結(jié)

為解決問(wèn)題，建議遵循以下排查流程：

1.確認(rèn)故障信息：記錄是過(guò)壓還是欠壓，以及發(fā)生的具體工況（啟動(dòng)、運(yùn)行、減速或停機(jī)時(shí)）。

2.區(qū)分故障類型：

過(guò)壓：重點(diǎn)排查減速制動(dòng)過(guò)程與制動(dòng)組件。

欠壓：重點(diǎn)排查電源輸入與主回路連接。

3.執(zhí)行排查步驟：

先外部，后內(nèi)部：檢查電源、接線、外圍組件及負(fù)載。

先參數(shù)，后硬件：在確保硬件連接無(wú)誤后，嘗試通過(guò)參數(shù)優(yōu)化解決問(wèn)題。

判斷：若以上步驟無(wú)效，再考慮變頻器內(nèi)部故障或進(jìn)行硬件升級(jí)（如加裝制動(dòng)單元）。

過(guò)壓與欠壓故障的排除，依賴于對(duì)變頻器工作原理和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工況的深刻理解。通過(guò)系統(tǒng)性的分析與排查，絕大多數(shù)問(wèn)題都能得到有效定位與解決，從而保障設(shè)備的穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行。

地址：山東省曲阜市王莊鎮(zhèn)主體功能區(qū)104國(guó)道路東

服務(wù)熱線：400-019-7718