變頻器過電壓的產生與再生制動

變頻器在調試與使用過程中經常會遇到各種各樣的問題，其中過電壓現象最為常見。過電壓產生后，變頻器為了防止內部電路損壞，其過電壓保護功能將動作，使變頻器停止運行，導致設備無法正常工作。

 

    所謂變頻器的過電壓，是指由于種種原因造成的變頻器電壓超過額定電壓，集中表現在變頻器直流母線的直流電壓上。

 

    正常工作時，變頻器直流電壓為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。

 

    在過電壓發生時，直流母線上的儲能電容將被充電，當電壓上升至700V左右時，(因機型而異)變頻器過電壓保護動作。

 

    造成變頻器過電壓的原因主要有兩種：電源過電壓和再生過電壓。

 

    電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現在大部分變頻器的輸入電壓最高可達460V，因此，電源引起的過電壓極為少見。

 

    本文主要討論的問題是再生過電壓。

 

    產生再生過電壓主要有以下原因：當大GD2(飛輪力矩)負載減速時變頻器減速時間設定過短；電機受外力影響(風機、牽伸機)或位能負載(電梯、起重機)下放。由于這些原因，使電機實際轉速高于變頻器的指令轉速，也就是說，電機轉子轉速超過了同步轉速，這時電機的轉差率為負，轉子繞組切割旋轉磁場的方向與電動機狀態時相反，其產生的電磁轉矩為阻礙旋轉方向的制動轉矩。所以電動機實際上處于發電狀態，負載的動能被"再生"成為電能。再生能量經逆變部續流二極管對變頻器直流儲能電容器充電，使直流母線電壓上升，這就是再生過電壓。

 

    因再生過電壓的過程中產生的轉矩與原轉矩相反，為制動轉矩，因此再生過電壓的過程也就是再生制動的過程。換句話說，消除了再生能量，也就提高了制動轉矩。如果再生能量不大，因變頻器與電機本身具有20的再生制動能力，這部分電能將被變頻器及電機消耗掉。若這部分能量超過了變頻器與電機的消耗能力，直流回路的電容將被過充電，變頻器的過電壓保護功能動作，使運行停止。

 

    為避免這種情況的發生，必須將這部分能量及時地處理掉，同時也提高了制動轉矩，這就是再生制動的目的。