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油田西門子變頻器常見故障的分析與處理方法（二）
二、過壓類故障
西門子變頻器在運行過程中發(fā)生的過電壓主要集中在直流母線上。正常情況下，西門子變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。當(dāng)變頻器的輸入電壓為三相380v的市電時，則整流電壓的平均值ud=1.35×380=513v。而變頻器在設(shè)計時都規(guī)定了其容許承受的最高直流電壓值，當(dāng)電壓超過這個值時變頻器很可能被損壞，為此變頻器都設(shè)有過電壓保護(hù)環(huán)節(jié)。在過電壓發(fā)生時，直流母線的儲能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760v左右時，過電壓保護(hù)將動作使變頻器停機(jī)。因此，變頻器來說，都有一個正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過這個范圍時很可能損壞變頻器，常見的過電壓有兩類。
1、輸入交流電源過壓
這種情況是指輸入電壓超過正常范圍，一般發(fā)生在節(jié)假日負(fù)載較輕，電壓升高或降低而線路出現(xiàn)故障，此時最好斷開電源，檢查、處理。
2、發(fā)電類過電壓
這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實際轉(zhuǎn)速還高，使電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動單元，有兩起情況可以引起這一故障。在使用的場合來看，由于抽油機(jī)在下行過程中存在發(fā)電現(xiàn)象，如果變頻器的再生制動單元功能出現(xiàn)故障，就會出現(xiàn)此類故障，而造成抽油機(jī)無法正常運行。因此，抽油機(jī)用變頻控制系統(tǒng)多數(shù)采用能量回饋型的變頻器。
直流母線過電壓主要發(fā)生在交流電動機(jī)處于制動狀態(tài)時，這時電動機(jī)短時處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，其能量經(jīng)與逆變橋的開關(guān)器件反向并聯(lián)的二極管，反送到逆變器輸入側(cè)的直流母線上，使接在直流母線上的儲能電容充電，導(dǎo)致直流母線電壓上升。一般變頻器都設(shè)有直流母線過電壓抑制單元(如制動電阻)，以免變頻器的過電壓保護(hù)動作而停機(jī)。如果發(fā)生因過電壓保護(hù)動作而停機(jī)的情況，則要檢查過電壓抑制單元的接線是否正確、開關(guān)器件是否損壞，以及過電壓保護(hù)的整定值是否合適。
(1)當(dāng)西門子變頻器拖動大慣性負(fù)載時，其減速時間設(shè)的比較小，在減速過程中，西門子變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障，而紙機(jī)中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動單元，或者修改西門子變頻器參數(shù)，把變頻器減速時間設(shè)的長一些。增加再生制動單元功能包括能量消耗型，并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機(jī)傳動系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺或幾臺電機(jī)經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動狀態(tài)的電機(jī)吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。
(2)多個電動施動同一個負(fù)載時，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺電動機(jī)拖動一個負(fù)載為例，當(dāng)一臺電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速大于另一臺電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時，則轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)相當(dāng)于原動機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。在紙機(jī)經(jīng)常發(fā)生在榨部及網(wǎng)部，處理時需加負(fù)荷分配控制。可以把處于紙機(jī)傳動速度鏈分支的變頻器特性調(diào)節(jié)軟一些。
3、過壓類故障的處理
由于過電壓產(chǎn)生的原因不同，因而采取的對策也不相同。對于采用能量消耗型的變頻器，這種方法是在變頻器直流回路中并聯(lián)一個制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制一個功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700v左右時，功率管導(dǎo)通，將再生能量通入電阻，以熱能的形式消耗掉，從而防止直流電壓的上升。對于采用能量回饋型的變頻器，其網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時，可逆變流器將再生能量回饋給電網(wǎng)，使再生能量得到完全利用。但這種方法對電源的穩(wěn)定性要求較高，一旦突然停電，將發(fā)生逆變顛覆。對于采用并聯(lián)直流母線吸收型的變頻器，適用于多電機(jī)傳動系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，每臺電機(jī)均需一臺變頻器，多臺變頻器共用一個網(wǎng)側(cè)變流器，所有的逆變部并接在一條共用直流母線上。這種系統(tǒng)中往往有一臺或數(shù)臺電機(jī)正常工作于制動狀態(tài)，處于制動狀態(tài)的電機(jī)被其它電動機(jī)拖動，產(chǎn)生再生能量，這些能量再通過并聯(lián)直流母線被處于電動狀態(tài)的電機(jī)所吸收。在不能完全吸收的情況下，則通過共用的制動電阻消耗掉。（文章來源：北京德爾西曼www.qzzljx.cn）