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变频器跳闸原因汇总,那些你不知道的原因

发布时间:2017-05-03 14:43

 过载跳闸的保护特点
 
  1.OL跳闸的保护对象
 
  OL是电动机过载的代码,其保护对象是电动机。在大多数情况下,检测点是在变频器的输出电路里。
 
  2.电动机过载保护的特点
 
  (1)电流大小
 
  顾名思义,电动机过载的标志,是变频器的输出电流超过了电动机的额定电流。但还没有超过变频器的额定电流,就是说,是在变频器的允许范围内。
 
  (2)保护时间
 
  按反时限规律。就是说,过载越多,保护的时间越短。有的变频器规定:当IM=125%IMN时,4min后跳闸;而当IM=165%IMN时,1min后就跳闸。
 
过载跳闸的可能原因
 
  1.负载过重
 
  电动机所带的负载太重,或者说,生产机械的阻转矩超过了电动机的额定转矩。
 
  这是真正意义上的过载,也是最常见的过载现象,因此,当变频器的跳闸代码显示为‘OL’时,首先应该检查的就是负载的轻重。
 
  2.使用不当的过载
 
  例如,把工作频率提高到超过了电动机的额定频率,而电动机在额定频率以上运行时,将进入恒功率工作区,其有效转矩随频率的上升而减小,当有效转矩小于负载转矩时,电动机即过载。
 
  3.功能预置不当的过载
 
  例如,某生产机械处于轻载状态,工作频率很低,而转矩提升量(U/f比)预置过大,导致低频运行时因磁路饱和而“过载”。
 
  4.电动机侧电压过低
 
  (1)线路压降太大
 
  因为在低频运行时,变频器的输出电压本就较低,如果电动机和变频器之间的距离较大,而连接线的线径又较细的话,线路压降将可能引起电动机侧的电压不足。
 
  (2)转矩提升不足
 
  在U/f控制方式下,变频器在低频运行时的输出电压取决于转矩提升量。当转矩提升量较小时,将导致电动机所得电压不足。
 
过载跳闸的相关代码
 
  1.代码DEV
 
  含义是转差太大。异步电动机在运行时,转差的大小直接反映了负载的轻重。所以,当变频器发现转差太大时,将跳闸。
 
  2.代码VAE
 
  含义是变频器的容量选择不当。许多用户都按照变频器说明书中的‘配用电动机容量’来选择变频器的。其实,这只是对于连续不变负载才是正确的。而大多数负载都是变动负载或断续负载,电动机是允许短时间过载的。对于这类负载,在选择变频器时,应适当加大变频器的容量。
 
  3.代码LF
 
  含义是变频器的三相输出电流不平衡。
 
  一方面,电动机的三相电流不平衡时,说明变频器的输出电路里必存在问题,应该进行保护。所以,有的变频器设置了三相电流不平衡的保护。
 
  4.代码JC
 
  含义是电流采样故障。例如,某变频器,实测输出电流为45A,而显示屏上显示的却是88.6A,说明变频器内部的电流采样电路发生了故障。
 
  5.代码SP
 
  含义是变频器的输出缺相。
 
  当变频器的输出缺相时,电动机处于单相运行状态,电流必大,变频器将立即进行保护。
 
  6.代码GF
 
  含义是变频器输出侧接地。
 
  变频器具有检测输出端子对地电流的功能,如果测出的对地电流超过变频器额定电流的50%时,就认为变频器的输出侧已经接地。这有两种情况:或者是电动机内部绝缘破损;或者是输电线路的绝缘破损。
 
  
过电流跳闸(OC)
 
过电流跳闸的保护特点
 
  1.过电流的保护对象
 
  在变频调速系统里,存在着两个设备:变频器和电动机。两者对过电流的耐受程度是不一样的。生产机械的设计人员在决定电动机容量时,根据的是发热原则。就是说,只要电动机的温升不超过允许值,短时间的过载是允许的,而变频器则不允许。所以在进行保护时,需要分开考虑。
 
  为此,变频器另行设置了过电流保护功能,其保护对象是变频器,确切地说,是保护变频器内的逆变器件。通常,当输出电流超过了变频器额定电流的200%时,变频器就进行过电流保护。
 
  2.过电流的检测
 
  因为保护对象是逆变器件,所以,过电流的时间不允许拖延,必须迅速地进行保护。通常,过电流信号是通过逆变器件的管压降而得到的。以IGBT为例,正常运行时,管压降一般在3V以下。如管压降超过7V,就认为是过电流了。因为过电流很容易损坏逆变器件,所以,在大多数情况下,过电流是由驱动电路直接进行保护的。
 
运行过程中的过电流
 
  部分变频器在过电流跳闸后都只笼统地显示“OC”代码。也有的变频器把“OC”作为“运行中过电流”的代码,针对其他不同的原因有不同的代码,举例如下:
 
  1.代码OCN
 
  含义是运行中过电流。举两个实例:
 
  (1)负载卡住
 
  生产机械在运行过程中,某个部位被突然卡住,电动机堵转。电动机的堵转电流可达额定电流的4~7倍,大大超过了变频器的允许值,变频器将立即进行过电流保护。
 
  (2)有冲击负载
 
  有的生产机械是通过电磁离合器来带动生产机械的。电动机起动后首先是空载运行,并不带动负载,只有当电磁离合器吸合后,生产机械才开始运行,
 
  当电磁离合器吸合的瞬间,将产生冲击电流,有可能使变频器因过电流而跳闸。
 
  2.代码GF
 
  含义是变频器的输出侧短路,可能的原因有:
 
  (1)输出线短路
 
  变频器到电动机之间的电缆的相间绝缘或对地绝缘破损,尤其是当变频器的输出电缆处于可移动状态时,这种情况比较常见。
 
  (2)电动机短路
 
  电动机如因过载而‘烧坏’时,相间绝缘将炭化,造成相间短路。
 
  3.代码SC
 
  含义是同一桥臂的上、下两个IGBT直通。
 
  例如,环境温度太高,IGBT的关断时间将延长,导致上、下两管的‘直通’。
 
加、减速过程中的过电流
 
  1.代码OCA
 
  含义是加速过程中过电流,这是加速时间预置过短引起的。
 
  2.代码OCD
 
  含义是减速过程中的过电流,是减速时间预置过短的结果。
 
  3.代码OPE
 
  含义是PID功能预置不当引起的过电流。
 
  4.代码OCB
 
  含义是直流制动过程中的过电流。
 
  5.代码OCS
 
  含义是电流采样故障导致的过电流。
 
器件故障引起的过电流
 
  1.电流为0的‘过电流’
 
  (1)IGBT开路
 
  如果IGBT已经因损坏而开路,已经没有电流了,但集电极始终处于高电位状态,驱动模块就检测到“过电流”信号。
 
  (2)驱动模块无输出
 
  如果驱动模块发生了故障,没有了输出信号,IGBT就始终处于截止状态,也没有电流了,集电极处于高电位状态,CPU也将得到“过电流”信号。
 
  2.检测点断线
 
  有时,过电流的检测线或因插件接触不良,或传输线本身因受机械损伤而断线,则不论IGBT是否有电流通过,CPU也可能因此而得到“过电流”。
 
  
过电压(OV)的跳闸原因
 
 国产变频器的进线电压一律是380V,直流电压上限值通常定为700V或720V;进口变频器因为进线电压的上限值较高,所以,直流电压的上限值常定为800V。
 
电源侧的过电压原因
 
  1.电源电压过高
 
  例如,企业变电所的容量偏低,白天负载较重,把变压器的二次电压调到高挡。一到晚上,电压就偏高了。
 
  2.电源侧有冲击电压
 
  一是在打雷时,常常使变频器过电压跳闸;
 
  二是车间变电室为了提高功率因数,需要配置电力电容器,当电容器合上时,变频器也会因过电压而跳闸。
 
运行中的过电压
 
  1.拖动系统释放位能
 
  主要发生在起重机械放下重物时,电动机处于发电状态,如果制动电阻值太大,制动电流和制动力太小,重物下降速度太快,将可能导致过电压跳闸。
 
  2.突然失载
 
  例如生产机械在运行过程中,皮带突然断裂,动态转矩突然加大,将产生很大的加速度,使电动机处于再生状态,导致过电压跳闸。
 
减速过程中的过电压
 
  1.减速时间太短
 
  频率下降时,电动机将处于发电状态。减速时间预置太短,电动机的同步转速下降太快,发电量较大,容易导致过电压跳闸。
 
  2.制动电路的原因
 
  制动电路包括制动电阻和制动单元,当直流电压偏高时,用于放电。
 
  (1)制动电阻值太大
 
  有的设备惯性很大,处于再生制动状态时,发电量较大,如制动电阻大,则放电电流小,将因来不及放电而过电压。
 
  有时,制动电阻的连接线在接线处接触不良,也会导致同样后果。
 
  (2)制动电阻损坏
 
  因为制动电阻是个发热体,所以较易损坏。而一旦损坏,将不能放电,减速时极易因过电压而跳闸。
 
  (3)制动单元损坏
 
  制动单元损坏后,也同样不能放电,容易因过电压而跳闸。
 
  采样故障引起的过电压
 
  如果实际测量所得的电压值是正常的,而显示屏显示的数据很大,则说明电压采样电路发生了故障。
 
 
  欠电压(LV)的跳闸原因
 
电源侧的欠电压原因
 
  1.电源电压不足
 
  主要是电源变压器的容量不够大,负载一重,就容易发生因欠电压而跳闸。
 
  按照国家标准,进线电压的下限值是380×0.9=342V,变频器是在直流电路里进行电压采样的。则342V时的直流平均电压是342×1.35=462V。但实际变频器里的下限直流电压常定为380V。这是因为欠电压时,不会损坏主电路的器件。所以,只要电动机的电流在允许范围内,拖动系统又能正常运行,就可以不跳闸。
 
  2.进线的输入端子松动
 
  当电源进线的接线端子松动时,接线端子处的接触电阻增大,电压降也增大,实际输入到变频器的电压就降低了,也可能引起欠电压。
 
  3.电源侧缺相
 
  电源侧缺相后,变频器进线处的三相全波整流变成了单相全波整流了,整流后的平均电压只有进线电压的0.9倍,即使电源电压为上限值,整流后的平均电压也只有:
 
  UD=0.9US=380×0.9=378V
 
  所以,也会导致欠电压跳闸。
 
整流滤波电路引起的欠电压
 
  1.整流管损坏
 
  三相全波整流桥中,如果有一个整流管损坏,整流后的平均电压将下降,导致欠电压跳闸。
 
  2.限流电路故障
 
  限流电路包括限流电阻和短路接触器(或晶闸管)。如限流电阻损坏,则滤波电容器不能充电,导致欠电压;此外,如短路接触器损坏,则限流电阻也必损坏,最终也导致欠电压。
 
  3.滤波电容器老化
 
  滤波电容器老化的结果,是电容量减小。如电容量低于标称容量的85%,直流电压将低于正常值。
 
  4.熔断器已断
 
  许多变频器的直流电路里装有熔断器,如果熔断器已经熔断或接触不良,也必然导致欠电压跳闸。
 
 
过热(OH)的跳闸原因
  
发热方面的原因
 
  1.环境温度太高
 
  环境温度过高时,即使变频器的输出电流并未过载,逆变模块的温度也可能因超过允许值而跳闸。
 
  2.运行中的过热
 
  (1)变频器轻微过载
 
  变频器轻微过载时,不会引起过电流跳闸,但时间长了,如散热又不很通畅的话,也可能导致过热跳闸。
 
  有的变频器对整流模块的过热和逆变模块的过热是分开处理的。
 
  (2)载波频率高
 
  载波频率高,IGBT的开关次数多,开关损耗大,模块的温度容易升高,即使电流未超过额定电流,也可能引起逆变模块的过热。
 
  (3)IGBT的驱动不足
 
  如果IGBT的驱动电压不足,容易使IGBT因进入放大状态而过热。
 
散热方面的原因
 
  1.风扇方面
 
  主要原因有:
 
  (1)滤网堵塞
 
  变频器的风扇上面装有滤网,目的是防止异物进入。在灰尘较大的车间里,变频器风扇上的滤网常常被灰尘堵塞,需要经常清理。
 
  (2)风扇损坏
 
  小容量变频器所配置的风扇,使用寿命较短,容易损坏。当听到风扇在运行中的响声较大时,就应该更换。
 
  (3)风扇电路故障
 
  风扇的控制电路发生故障,也是常有的事。所以,当发现风扇不转时,须判别是风扇本身的问题呢,还是控制电路的问题。
 
  2.散热板方面
 
  整流模块和逆变模块都是装在散热板上面的,散热板的背面有许多散热槽。散热槽也很容易被灰尘堵塞,导致模块过热。
 
  3.控制柜通风不畅
 
  多数变频器是装在控制柜里的,控制柜也存在着通风是否良好的问题。
 
  
控制电路的故障跳闸
 
外部输入电路的故障
 
  1.模拟量输入电路
 
  (1)代码LOV
 
  含义是电压信号输入电路发生了故障。在大多数情况下,外部的电压信号都是通过电位器输入的,在调速比较频繁的机器上,电位器的滑动触点很容易接触不良。
 
  (2)代码LOI
 
  含义是电流信号输入电路发生了故障。
 
  电流信号常常是从传感器传输过来的,距离比较远,线又比较细,容易因断线而发生故障,也有时是传感器本身的问题。
 
  2.代码EXT
 
  含义是开关量输入电路发生故障。如果其他的输入信号都能起作用,只有一个不起作用,问题一定在不起作用那一路的输入电路中;如果所有的输入信号都不起作用的话,就需要检查变频器上的24V端子和10V端子是否正常。
 
其他常见故障
 
  1.代码DE
 
  采用有反馈矢量控制方式时,因为编码器是安装在电动机的输出轴上的,而输出线要接到变频器上,中间距离往往较长,且线径又小,所以容易断线,或连接线接触不良,编码器发生故障后,电动机的运行很不稳定,甚至反转。
 
  2.显示屏损坏
 
  这是不需要代码的,反正显示屏不显示了。特点是电动机能够运行,但显示屏却是黑屏,不得不更换。
 
  3.代码CCF
 
  含义是键盘出错。有关资料说明,在开机5s内,如CPU仍得不到键盘的信息,就认为键盘电路发生了故障。
 
  3.接插件接触不良
 
  变频器的控制板上,有许多接插件,这些接插件时有松动,必须经常检查。
 
 

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