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ABB變頻器故障分析
閱讀：3864 發(fā)布時間：2014-6-19ABB變頻器故障分析故障分析給異步電動機供電（電壓,、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的網(wǎng)絡(luò)，稱為控制回路,，控制電路由頻率,，電壓的運算電路，主電路的電壓,，電流檢測電路,，電動機的速度檢測電路，將運算電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動電路,，以及逆變器和電動機的保護(hù)電路等組成,。無速度檢測電路為開環(huán)控；在控制電路增加了速度檢測電路,，即增加速度指令,，可以對異步電動機的速度進(jìn)行更的閉環(huán)控制。
（1）運算電路將外部的速度,，轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流,，電壓信號進(jìn)行比較運算，決定逆變器的輸出電壓,、頻率,。
（2）電壓、電流檢測電路為與主回路電位隔離檢測電壓,，電流等,。
（3）驅(qū)動電路為驅(qū)動主電路器件的電路，它與控制電路隔離,，控制主電路器件的導(dǎo)通與關(guān)斷,。
（4）I/O電路使變頻更好地人機交互，其具有多信號（比如運行多段速度運行等）的輸入,，還有各種內(nèi)部參數(shù)（比如電流,，頻率，保護(hù)動作驅(qū)動等）的輸入,。
（5）速度檢測電路將裝在異步電動機軸上的速度檢測器（TG,、PLG等）的信號設(shè)為速度信號，送入運算回路,，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn),。
（6）保護(hù)電路檢測主電路的電壓、電流等,。當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時,，為了防止逆變器和異步電動機損壞,，使逆變器停止工作或抑制電壓，電流值,。
逆變器控制電路中的保護(hù)電路,，可分為逆變器保護(hù)和異步電動機保護(hù)兩種，保護(hù)功能如下：
(1）逆變器保護(hù)
①瞬時過電流保護(hù),，用于逆變電流負(fù)載側(cè)短路等,，流過逆變電器回件的電流達(dá)到異常值（超過容許值）時，瞬時停止逆變器運轉(zhuǎn),，切斷電流,，變流器的輸出電流達(dá)到異常值，也得同樣停止逆變器運轉(zhuǎn),。
②過載保護(hù),，逆變器輸出電流超過額定值，且持續(xù)流通超過規(guī)定時間,，為防止逆變器器件,、電線等損壞，要停止運轉(zhuǎn),，恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時限特性,，采用熱繼電器或電子熱保護(hù)，過載是由于負(fù)載的GD2（慣性）過大或因負(fù)載過大使電動機堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生,。
③再生過電壓保護(hù),，應(yīng)用逆變器使電動機快速減速時，由于再生功率使直流電路電壓升高,，有時超過容許值,，可以采取停止逆變器運轉(zhuǎn)或停止快速的方法，防止過電壓,。
④瞬時停電保護(hù),，對于毫秒級內(nèi)的瞬時斷電，控制電路工作正常,。但瞬時停電如果達(dá)數(shù)10ms以上時,，通常不僅控制電路誤動作，主電路也不供電,，所以檢測出后使逆變器停止運轉(zhuǎn),。
⑤接地過電流保護(hù)，逆變器負(fù)載接地時,，為了保護(hù)逆變器,，要有接地過電流保護(hù)功能。但為了保證人身安全，需要裝設(shè)漏電保護(hù)斷路器,。
⑥冷卻風(fēng)機異常,，有冷卻風(fēng)機的裝置，當(dāng)風(fēng)機異常時裝置內(nèi)溫度將上升,，因此采用風(fēng)機熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢測出異常后停止逆變電器工作,。
（2）異步電動機的保護(hù)
①過載保護(hù),，過載檢測裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運轉(zhuǎn)的過熱時,，在異步電動機內(nèi)埋入溫度檢出器,，或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。動作過頻時,，應(yīng)考慮減輕電動機負(fù)荷,，增加電動機及逆變器的容量等。
②超速保護(hù),，逆變器的輸出頻率或者異步電動機的速度超過規(guī)定值時,，停止逆變器運轉(zhuǎn)
（3）其他保護(hù)
①防止失速過電流，加速時,，如果異步電動機跟蹤遲緩,，則過電流保護(hù)電路動作，運轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）,。所以,，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降,。對于恒速運轉(zhuǎn)中的過電流,，有時也進(jìn)行同樣的控制。
②防止失速再生過電壓,，減速時產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升,，為防止再生過電壓電路保護(hù)動作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制,，抑制頻率下降,，防止不能運轉(zhuǎn)（失速）。
ABB變頻器故障分析
1,、什么是變頻器,？
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動,、變頻調(diào)速,、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護(hù)等功能,。
2,、PWM和PAM的不同點是什么？
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)制方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅值調(diào)制) 縮寫,，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3,、電壓型與電流型有什么不同,？
變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容,；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,，其直流回路濾波是電感。
4,、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變,？
任何電動機的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過額定值的,，否則將引起電動機的發(fā)熱,。因此，如果磁通減小,，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小,，導(dǎo)致帶載能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出,，在變頻調(diào)速時,，電動機的磁路隨著運行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動機的磁路嚴(yán)重飽和,，導(dǎo)致勵磁電流的波形嚴(yán)重畸變,，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。
因此,，頻率與電壓要成比例地改變,，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定,，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生,。這種控制方式多用于風(fēng)機、泵類節(jié)能型變頻器,。
5,、電動機使用工頻電源驅(qū)動時,，電壓下降則電流增加；對于變頻器驅(qū)動,，如果頻率下降時電壓也下降,，那么電流是否增加？
頻率下降（低速）時,，如果輸出相同的功率,則電流增加,，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6,、采用變頻器運轉(zhuǎn)時,，電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣,？
采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同,，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,，起動電流為額定電流6~7倍,，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊,。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長),。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩,；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器,，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動,。
7,、V/f模式是什么意思？
頻率下降時電壓V也成比例下降,，這個問題已在回答4說明,。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲裝置（ROM）中存有幾種特性,，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇,。
8、按比例地改V和f時,，電機的轉(zhuǎn)矩如何變化,？
頻率下降時*成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變,，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向,。因此，在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補償稱增強起動,?？梢圆捎酶鞣N方法實現(xiàn)，有自動進(jìn)行的方法,、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法,。
9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,，即10：1,，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎？
在6Hz以下仍可輸出功率,，但根據(jù)電機溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件,，zui低使用頻率取6Hz左右，此時電動機可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題,。變頻器實際輸出頻率（起動頻率）根據(jù)機種為0.5~3Hz,。。
10,、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定,，是否可以？
通常情況下時不可以的,。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變,，大體為恒功率特性，在 高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時,，必須注意電機與變頻器容量的選擇,。
11、所謂開環(huán)是什么意思,？
給所使用的電機裝置設(shè)速度檢出器（PG）,，將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán) ”,，不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”,。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機的實際速度,，相當(dāng)于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制,。
12、實際轉(zhuǎn)速對于給定速度有偏差時如何辦,？
開環(huán)時,，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負(fù)載運行時,，電機的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%~5%）變動,。對于要求調(diào)速精度比較高,，即使負(fù)載變動也要求在近于給定速度下運轉(zhuǎn)的場合，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）,。
13,、如果用帶有PG的電機，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎,？
具有PG反饋功能的變頻器,，精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率,。
14,、失速防止功能是什么意思？
如果給定的加速時間過短,，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化,，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉(zhuǎn)停止,，這就叫作失速,。為了防止失速使電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制,。當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此,。兩者結(jié)合起來就是失速功能,。
15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機種,，和加減速時間共同給定的機種,，這有什么意義？
加減速可以分別給定的機種,，對于短時間加速,、緩慢減速場合，或者對于小型機床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時間的場合是適宜的,，但對于風(fēng)機傳動等場合,，加減速時間都較長，加速時間和減速時間可以共同給定,。
16,、什么是再生制動？
電動機在運轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率,，則電動機變?yōu)楫惒桨l(fā)電機狀態(tài)運行,，作為制動器而工作，這就叫作再生（電氣）制動,。
17,、是否能得到更大的制動力,？
從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系,，通用變頻器的再生制動力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%,。如采用選用件制動單元，可以達(dá)到50%~100%,。
18,、請說明變頻器的保護(hù)功能?
保護(hù)功能可分為以下兩類：
（1）檢知異常狀態(tài)后自動地進(jìn)行修正動作，如過電流失速防止,，再生過電壓失速防止,。
（2）檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號，使電機自動停車,。如過電流切斷,、再生過電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時停電保護(hù)等,。
19,、為什么用離合器連接負(fù)載時，變頻器的保護(hù)功能就動作,？
用離合器連接負(fù)載時,，在連接的瞬間，電機從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化,，流過的大電流導(dǎo)致變頻器過電流跳閘,，不能運轉(zhuǎn)。
ABB變頻器故障分析