第5章-变频器过流过载故障的维修概况.ppt

变频调速维护、保养实用技术培训,第5章变频器过流过压故障的维修,1.变频器跳闸电流值变频器根据不同的机型，有不同的过流值。风机和泵类变频器一般为110120%；基本U/F控制为150%，矢量控制为150200%。当变频器电流达到过流限定值，便报警跳闸保护。显示“OC”过流故障。,第5章变频器过流过压故障的维修,4.1.2变频器启动过流跳闸1.负载惯性大引起过流跳闸因为负载的惯性较大，变频器的加速时间设置的较短，电动机的转速跟不上变频器的输出频率，造成n增大过流跳闸。1）启动现象该种跳闸的现象是电动机的转子开始可以转动，但随后就过流跳闸。2）解决方法增加变频器的加速时间（见下图）。也可以设为转矩自动功能。,第5章变频器过流过压故障的维修,2.负载重引起过流跳闸1）启动现象在启动时，当变频器的输出频率上升到电动机的转速差n时，因电动机负载重不能转动，则nI1I1IM（过流值)跳闸。负载惯性大和负载重引起启动过流都有一个输出频率从0上升到n的过程，这是启动过流的特点。2）解决方法进行转矩提升。,第5章变频器过流过压故障的维修,说明：1）变频器起动过流一般是变频器安装完毕、调机时发生的。因为调机时该问题已经解决，在投入正常运行后该故障一般不会再发生。如果在正常运行后出现了起动过流，要考虑其它原因，特别警惕负载短路。2）为了防止变频器启动过流跳闸，可以选用矢量变频器，因为矢量变频器有更强的过载能力（在启动时就有200%的输出转矩）。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.1.3正常工作中负载引起过流跳闸1.冲击负载故障原因：负载忽大忽小，即冲击性负载。当负载大于了变频器的容限过载电流，变频器过流跳闸。故障排除：当变频器跳闸达到了容限电流（150200%IN），电动机的转速又较低时，可以考虑增加一级减速器，利用提高转速的方法减小电动机电流；如果没法增加减速器，就要考虑更换高一级功率档次的变频器。,第5章变频器过流过压故障的维修,2.变频器参数设置不当或失控过流过流现象：变频器PID控制反馈信号丢失，速度突然上升过流；矢量控制中因电动机参数预置或自扫描不正确（变频器工作中进行的自扫描）、环形编码器损坏，都会使变频器出现过流跳闸。解决方法：检查变频器的反馈环节，更换故障传感设备，矢量变频器重新空载扫描；参数恢复为出厂值重新预置。,第5章变频器过流过压故障的维修,3.负载不正常造成过流过流现象正常工作中抱闸系统：松闸抱闸时间选择不合适造成变频器过流跳闸。负载发生变化，机械系统卡住，管道堵塞，风道突然落尘等。解决方法：按额定转速差计算松闸抱闸时间；设置抱闸限定电流。排除机械故障，疏通风道，更换老化管道。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.1.3.外电路短路造成过流跳闸电动机绕组短路、接线短路、接线端子短路等引起的过流，是最危险的一种过流。过流的特征是：该过流不存在n的上升时间变频器运行就跳闸，不能工作。过流物理现象分析：因为电路已经短路，不存在电动机的频率上升时间，运行就过流。短路过流时电流的陡度大，烧坏开关管。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.2变频器过流案例案例1：补偿不当启动过流案例现象：某水泥回转窑配用电机为Y315L28、110kW，选用美国A-B公司1336s-B250HP变频器驱动。试车时，水泥回转窑起动正常，但下料后停止再起动时，频率约在10Hz左右总是因电动机堵转造成变频器过电流保护动作，最大电流高达530A。分析其原因是水泥回转窑带物料起动时因物料堆积角大，起动时造成负载偏心，增大了回转窑的起动阻转矩使起动失败。,第5章变频器过流过压故障的维修,参数调试：调整变频器压频比Uf为37Hz时输出额定电压，起动成功。但完成起动后变频器进入恒功率运行，因电动机磁通过大导致电动机铁芯饱和发热，20Hz时电流高达380A，无功电流约占80。,第5章变频器过流过压故障的维修,实际过流是在10Hz左右，因此，只要在13基频以下的低速区间设置足够的转矩提升，在其他频率段基本保持恒转矩下Uf曲线的斜率，是能够完成回转窑调速控制的，也就是应该设置低频转矩补偿。通过反复调整转矩提升参数，解决了回转窑起动和运行问题。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例3：变频器工作中过流跳闸案例现象：某钢厂采用ABB/200kW变频器，驱动160kW/4极电动机，用于一小型轧机。变频器采用矢量控制，用数字编码器组成速度闭环。一天在工作中出现过流跳闸。案例分析：在工作中负载没有变化，检查电动机没有短路故障，问题可能出在变频器或控制电路。案例维修：仔细检查变频器的控制电路，发现旋转编码器有些松动，拆下检查，转轴已经框动。更换一只新的同型号编码器，过流故障排除。编码器故障，造成矢量控制失常，使变频器过流跳闸。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例6：变频器过流爆机案例现象：一ABB、55kW变频器，拖动一台55kW电动机。突然一天变频器开关模块爆裂，变频器报过流。案例分析：模块爆裂有两种情况，一种是电动机短路，造成变频器过流；另一种是变频器内部驱动电路等故障造成变频器模块损坏。在检查变频器的同时，测量电动机的绕组参数，没发现电动机有短路情况，即判断变频器为内部原因损坏。后换一台新的55kW变频器，一运行变频器就报过流故障。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例维修:再次检查电动机绕组电阻,仍没有发现问题。将电动机分解，发现有一转子风叶刮扫定子的其中一个绕组，当转子转一周时发生刮扫一次，刮扫时发生短路，造成变频器过流。更换电动机绕组，故障排除。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例7：一台1.5KW工作过流故障现象：变频器工作显示OCU（过流）故障。故障检查：将电动机断开，变频器正常，更换一台新的电动机，还是报过流故障。开始认为是电流检测保护电路有问题，对电流保护检测电路进行全面的测量，没有发现不正常的现象。奇怪的是这个故障可以复位。根据以往维修经验，在修理旧变频器时，都必须将驱动电路的滤波电容（一般是贴片电容）全部更换，因为这些电容容易老化。将该变频器的滤波电容全部更换，上电运行正常。这台机器主要是由于驱动电路的滤波电容老化引起OCU故障。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.2.2过载故障定义电动机在运行中，运行电流超过了额定值但又小于过流限定值，运行时间又较长，称为过载。过载的基本特征是：电流超过了额定值，通过一定的时间积累，报过载故障。过载报警时间的长短和过载电流的大小有关，过载电流越大，报警时间越短。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.2.3变频器过载的两种情况1.电动机过载当电动机的容量小于变频器的容量时，变频器又设置了电动机的过载保护值，变频器报的是电动机过载。2.变频器过载当变频器和电动机的容量选择的相同时，变频器报过载是变频器过载，但同时也是电动机过载。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.2.4机械负载过重电动机过载1.机械负荷过重的判断（正常过载）电动机出现了过载跳闸，因为负荷重的原因有：1）电动机发热，用手触及电动机的外壳，明显发烫（是鉴定电动机运行中过载的第一步）；2）变频器显示屏上读取运行电流，与电动机的额定电流进行比较，明显偏大。,第5章变频器过流过压故障的维修,2.机械负载过重故障的排除电动机出现负载过重的原因有：1）在人工喂料的负载系统中，控制喂料量，使电动机工作在额定状态。如搅拌机、打浆机、提升机等。2）在非人工喂料的系统中，负载的大小不可控，瞬时产生过载。解决的方法为：如果是电动机采用降速传动，并且电动机的工作速度较低，可考虑适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如传动比无法加大，则应加大电动机的容量，否则长期过载要烧坏电动机。,第5章变频器过流过压故障的维修,如果是变频器和电动机的容量选择相同，电动机直接传动，如泥浆泵、风机等，工作中出现过载，是变频器的容量选的小，应换为大一级的变频器。变频器过载是按反时限特性设置，根据反时限特性，当变频器的输出电流达到额定电流的95%、工作时间1h，变频器报过载。大家要注意变频器的这一特性，在风机、水泵选用时要留有余地。因为这些负载有时是连续恒功率运行。,反时限特性,第5章变频器过流过压故障的维修,3.变频器参数设置的不合理1）电动机的热保护电流设置的较小，电动机实际上没有过载，变频器达到了设定的电流，变频器过载跳闸。这种情况可以重新设置过载电流，将过载电流设置的高一些（一般设定电流为电动机额定电流的105%110%）。2）变频器没有报过载，但电动机过载烧毁。该种现象是变频器的容量比电动机的容量选择的大，而变频器的过载电流没有改动，还是原来的默认值，当电动机过载时变频器不跳闸，时间一长将电动机烧坏。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.2.4负载异常或变频器异常引起过载跳闸1.三相电压不平衡1）故障现象变频器内部开关电路异常，如缺相、输出电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸。有效的方法是用电压表测量变频器的三相输出电压，以判断变频器是否缺相或电压不平衡。2）排除方法用电压表（数字万用表不能用）测量电动机侧的三相电压，变频器输出电压不平衡，90%是变频器出了问题。,第5章变频器过流过压故障的维修,2.误动作如果电动机的热量并不大，但变频器的检测电流偏大，导致过载跳闸，是变频器的检测电路误动作。这种情况原则上要进行变频器的解体维修，但可以将过载电流设置的较大，消除误动作。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例9：变频器输出频率不能上升到预定值案例现象：一台西门子M430变频器，功率30kW，拖动一台17.5kW水泵恒压供水。管道压力设为0.2Mp，变频器上限频率设为50Hz。变频器工作时频率上升到4043Hz时就不再上升，水压没有达到预定要求，变频器报F0005（过载）故障。案例分析:该变频器采用接点压力表作为压力控制，当用水量大时，变频器的输出频率上升到40Hz时，报过载，频率不再上升，管道压力为0.05Mp。当用水量少时，变频器输出频率可以上升到43Hz，管道压力可上升到0.13Mp。,第5章变频器过流过压故障的维修,查看过载电流，为33A，是17.5kW电动机的额定电流。怎么变频器频率上升到40Hz就达到额定电流呢？根据变频器的输出频率能在4043Hz变化，电动机又可长期工作，不像电动机有短路故障。故障排除：询问用户，原先用的电动机为17.5kW，为了提高供水量，将电动机改为了25kW，变频器的参数没做相应改动。变频器还是按照17.5kW电动机的参数运行。西门子变频器具有电流限制功能，当达到设定的电流时变频器的输出频率就不再升高。重新按照25kW电动机设置变频器的工作电流，变频器工作正常。结论：变频器参数设置不合理造成的过载。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例11：矿井煤车失控下滑案例现象：有一矿井用绞车运煤，有一次因装煤过载，煤车上行到一定距离时变频器过载跳闸。因抱闸系统没有起动，造成煤车下滑冲撞事故。案例解决：调整抱闸系统，控制装煤量。,第5章变频器过流过压故障的维修,5.3过压故障的处理1.输入过压输入过压主要原因为夏天雷电。解决方法是在三相输入端安装避雷器或压敏电阻。电压等级为250V，安装位置为变频器的入口端，公共端接地。,第5章变频器过流过压故障的维修,2.消除回馈过压的方法在电路中接入制动电阻。当电容上的电压上升到760V以上，制动单元VTB导通，制动电阻RB放电制动，将回馈电能消耗掉，使电动机得到制动力矩而制动。如果制动电阻的制动能力不够，仍然会产生过压跳闸。,第5章变频器过流过压故障的维修,过压总结：1.只要是电动机的转速大于了变频器的输出转速，电动机就产生发电效应，给变频器充电。2.一旦电动机出现了回馈电能，有制动电阻，制动能力不够，也会产生过压现象；没有制动电阻，意外产生了回馈电能，也会产生过压现象。在工程上，变频器过压现象是复杂的，但我们循着电动机只要出现了发电效应，必然受到了外负载能量干扰，由负载拖着电动机转动，只要找出了负载拖着电动机转动的原因，问题就解决了。,第5章变频器过流过压故障的维修,案例1：数控机床变频器恒速运行过压案例现象：某数控机床采用7kW异步电动机，由FRN11G11S-4CX富士变频器驱动，变频器功率11kW。变频器运行中出现“OU3”恒速过压故障。案例分析：由于变频器在复位后能正常运行（变频器跳闸复位后能正常运行，变频器本身无问题），所以应重点检查变频器在运行中的电压变化情况。测量变频器直流母线电压UPN，在工件吃刀前运行中电压有上升现象，当电压上升到760V时，变频器报OU3恒速过压故障。从此现象可以看出，变频器在工作中确实出现了电能回馈。,第5章变频器过流过压故障的维修,车床在一般工作中是不会出现电能回馈的，因为此次加工的工件为一圆盘工件，工件的直径较大，并且偏心，在工件转动后，吃刀前因为工件没有车削阻力，当质量重的一边转到向下运行时，给车床主轴施加一向下的力矩，拉着主轴快转，造成电动机发电回馈，变频器过压跳闸。故障处理：变频器出现了回馈电能，有两种处理方法，一种是找出回馈电能的原因，将该原因消除掉。另一种