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电机有变频器保护也会烧毁?如何规避?



变频器对电机起保护作用,但不是说电机就不烧毁了。对于多数情况,变频器都是能保护电机不烧毁的,比如、过载、缺相等,但这还要看你的参数设置和实际使用,比如你的过流保护设置过大(一般默认都是150%),你调大了,电机长期在100%额定电流以上运行,就容易烧电机。又比如,频繁的起停,加之电流又高,如果过载只是简单的复位再开,也容易烧电机。如果想变频器对电机起完全保护作用,从工艺、设置上都要注意,设置上参数设置正确、不能盲目加大过载系数等,对电机勤保养、检查。工艺上要注意负载变化(我们要求一般电流是不超90%的,超过了就要控制、检查),300多台变频4年还未出现过电机烧毁。


一、为什么变频器会烧毁电机

      普通异步电机的散热是靠电机屁股后面的风扇吹风散热,如果长时间低频运行(就是长时间运行在电机的额定频率以下,电机转速低风扇吹的风量就小,从而使电机散热不良,太热了就会烧毁电机。电机有问题了电机电流就会增大。超过变频器的最大电流,变频器就会实施保护停止输出同时报一个故障代码告诉用户。

        变频器显示OC就是过电流的意思。解决的办法是把电机换成变频专用电机,或者给电机加装一个散热风扇。或者是换功率大一点的电机。

 

二、烧机技术解读

        “烧电机的变频器,基本上都是匝间短路、相间短路及对地短路,为什么变频器容易烧电机,而且大部分还是变频电机,与哪些技术指标有关系?”

        在工频供电情况下,电机绕组输入的是三相50Hz的正弦波电压,绕组产生的感生电压也较低,线路中的浪涌分量较小。

        在变频 供电情况下,变频器逆变部分将直流电压转换为三相交流电压,通过控制六个桥臂的开关元件导通,关断,来实现三相交流电压的输出。接入变频器后,载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。电压变化率dv/ dt 的增加,使得电机绕组匝间电压变化率dv/ dt 很高,绕组电压分布变得很不均匀,电机的供电条件由此变得“恶劣”了。使绕组匝间短路的故障增加,电机故障率增加。变频器输出的PWM波形,在电机绕组供电回路中,还会产生各种分量的谐波电压。由电感特性可知,流过电感电流的变化速度越快,电感的感生电压也越高。

 

        电机绕组的感生电压比工频供电时升高了。在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷,因不耐高频载波下感生电压的冲击,于是绕组匝间或相间的电压击穿产生了。大家都知道,变频器有完善的保护电路,用上变频器,电机真的就不会烧了吗?答案肯定是否定的,变频器的保护电路不是万能的。相对于工频供电,用上变频器,电机倒是更容易烧了。电机绕组的相间、匝间短路或接地造成了电机绕组的突然短路,在运行中可能会炸掉模块,或使电机烧毁。

 

        变频器的输出电压波形,在半导体开关的高速切换影响下,冲击会使电压叠加在电动机运行电压上,会在电动机端子上产生脉冲过电压,峰值约为直流部电压的2倍,对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

 

 

 

三、变频器引起电机烧毁原因

 

 

        电机的故障其实都不是电机本身的原因,大多是变频器调试的不规范或者是非变频电机当变频电机使用等原因造成的,主要有以下几种情况:

1、把普通电机当变频电机使用。

 

        由于普通电机散热风扇跟转轴连在一起,当用变频器调速时,转速不稳定,达不到电机的额定转速,散热风扇不能发挥正常作用,引起电机散热不好;再加上普通电机不是按变频要求设计,从而使电机发热或者烧毁。

 

2、变频电机和变频器不经过调试就直接连在一起使用。

 

        变频器控制电机最常用的两种方式是矢量控制和V/F曲线控制,每种控制方式都要首先将电机的类型(同步、异步、有无编码器)、电机额定功率、额定电压、额定电流、转速或者极数、额定频率、最高运行频率、电机起动停止的加减速时间、变频器控制电机的保护方式以及保护比例系数、载波频率等设定好,缺一不可。这些参数设定好了以后,再选择是矢量控制还是V/F控制。选择矢量控制时,电机要空载跟变频器配对动态自学习或者带负载的静态自学习,经过自学习后的电机跟变频器配合才能发挥矢量控制的精确性;当选择V/F控制时不需要自学习,参数调好后直接通电运行。

 

 

3、变频电机风机运行方向跟风机上标示的旋转方向不一致,风机不能发挥作用,引起电机散热状况变差,电机产生的热量散发不出去,引起电机发热或者烧毁。

 

4、以上三种情况中的23项发生的最多

 

        针对以上情况,建议客户选择变频器控制电机时,要选择变频电机,变频器选择质量好的厂家,先期投资虽然高了一点,但质量有保证,无故障运行时间长,不容易引起因电机或者变频器故障导致的停产等,并且质量好的变频器售后服务有保障,响应时间快


如何判断变频器驱动板是否正常?




变频器驱动板就是主要集成了驱动IGBT电路的信号放大板,而驱动电路的作用,就是把CPU主板的6个PWM信号,经过光耦隔离以及放大后,

来控制IGBT模块完成逆变功能,它包含了隔离电路,放大电路和驱动的电源电路。而且上三桥的驱动是独立的电源,而下三桥的驱动是以一个

公用的电源,驱动电路有问题,一般是某路导通性能变差,或者烧了光耦,阻容之类的器件,或者是驱动电源电压不正常,这样会造成IGBT的

通断有问题,从而引起三相电压输出不平衡,只要炸了IGBT模块,或者是三相不平衡,或者过流之类的问题,都要检查和维修驱动板。



驱动电路最常见的表征是三相电压电流不平衡和输出缺相,如果一个变频器的快熔烧掉了,或者IGBT坏了,不要直接上新的配件,这时候需要

检查驱动电路,看看有没有打火或者变色的外表。只要WVW三相输出不平衡,或者低频时候有抖动,启动还有过流过载报警之类,一定要认真

检查驱动板了。在确定驱动板正常情况下,需要上IGBT模块时候,需要把P脚从母线上断开,中间串联几个大灯泡做限流电阻通电保护了。



驱动电路有问题,一般都会看到明显的损坏痕迹的,比如电容电容三极管甚至电路板,会有爆裂,断线和变色等异常,在没有完整电路图前提下,

一般使用简单的测量比较来检查,如果有一块正常的板子来对比是最理想的,如果没有也要在不同回路里边单独做比较。可以简单清理脏的灰尘

和污渍,如果发现明显的烧断元件,直接更换,有断线的地方,可以直接修补焊接回来。光耦可以拆下来,离线进行测量判断好坏,有条件的,

还可以在不装IGBT的情况下,用示波器来测量各路驱动信号的输出波形,对比脉冲的幅值和相位这些。而且市场上光耦不好买质量好的,很多时候

需要更换多次来筛选判断。



怀疑驱动电路不正常,可以先把IGBT和驱动电路断开,利用万用表电阻表简单测量6路驱动电路的阻值是否一致,有些变频器的电阻值可能不一定

一样哦,像日系的富士三菱就有差异,所以只能做参考。然后通电测量电压,一般正常的直流电压大概是10伏,驱动后大概2-3伏,如果都比较均衡,

才可以重新装上IGBT模块。





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