1 引言
变频器具有显著节能效果,已在煤炭企业推广和应用。但是在实际生产中,因为变频器过流过载造成跳闸的现象经常发生,又由于一线的机电技术操作人员对其了解不深,维修不及时,影响到煤炭生产的正常进行。所以,对其进行理论综合分析并提出解决方案,对提高煤炭生产能力,降低事故率具有实际意义。
2 过电流跳闸及原因分析
变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。
2. 1 短路故障
1) 故障特点：①第一次跳闸有可能在运行过程中发生,但如复位后再起动,则往往一升速就跳闸; ②具有很大的冲击电流,但大多数变频器已经能够进行保护跳闸,而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速,难以观察其电流的大小。
2) 判断与处理:第一步,判断是否短路。为了便于判断,在复位后再起动前,可在输入侧接入一个电压表。重新起动时,电位器从零开始缓慢旋动,同时,注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸,且电压表的指针有瞬间回“ 零”的迹象,则说明变频器的输出端已经短路或接地;第二步,要判断是在变频器内部短路,还是在外部短路。应将变频器输出端的接线脱开,再旋动电位器,使频率上升,如仍跳闸,说明变频器内部短路；如不再跳闸,则说明是变频器外部短路,应检查从变频器到电动机之间的线路,以及电动机本身。
2. 2 轻载过电流
负载很轻,却又过电流跳闸,这是变频调速所特有的现象。在V/ F 控制模式下,存在着一个十分突出的问题:即在运行过程中,电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于:低频运行时,为了能带动较重的负载,常常需要进行转矩补偿(即提高U/ f 比,也叫转矩提升) 。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸,主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法:反复调整U/ f比。
2. 3 重载过电流
1) 故障现象:有些生产机械在运行过程中负荷突然加重,甚至“卡住”,电动机的转速因带不动而大幅下降,电流急剧增加,过载保护来不及动作,导致过电流跳闸。
2) 解决方法: ①首先了解机械本身是否有故障,如果有故障,则修理机器; ②如果这种过载属于生产过程中经常出现的现象,则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比。适当加大传动比,可减轻电动机轴上的阻转矩,避免出现带不动的情况。如无法加大传动比,则应考虑增大电动机和变频器的容量。
2. 4 升速或降速中过电流
这种现象是由于升速或降速过快引起的,可采取如下措施:
1) 延长升(降) 速时间:首先了解生产工艺要求是否允许延长升(降) 速时间,如允许,则可延长升(降) 速时间;
2) 准确预置升(降) 速自处理(防失速) 功能:变频器对于升、降速过程中的过电流,设置了自处理(防失速) 功能。当升(降) 电流超过预置的上限电流时,将暂停升(降) 速,待电流降至设定值以下时,再继续升(降)速。
3 过载跳闸及原因分析
电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。过载的基本特征是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流。
3. 1 过载的主要原因
1) 机械负荷过重,其主要特征是电动机发热,可从显示屏上读取运行电流来发现;
2) 三相电压不平衡,引起某相的运行电流过大,导致过载跳闸,其特点是电动机发热不均衡,从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因显示屏只显示一相电流) ;
3) 误动作,变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致跳闸。
3. 2 检查方法
1) 检查电动机是否发热,如果电动机的温升不高,则首先应检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理,如变频器尚有余量,则应放宽电子热保护功能的预置值。
如果电动机的温升过高,而所出现的过载又属于正常过载,则说明是电动机的负荷过重。这时,应考虑能否适当加大传动比,以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大,则加大传动比。如果传动比无法加大,则应加大电动机的容量。
2) 检查电动机侧三相电压是否平衡,如果电动机侧的三相电压不平衡,则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡,如也不平衡,则问题在变频器内部。如变频器输出端的电压平衡,则问题在从变频器到电动机之间的线路上,应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧,如果在变频器和电动机之间有接触器或其它电器,则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧,以及触点的接触状况是否良好等。
如果电动机侧三相电压平衡,则应了解跳闸时的工作频率:如工作频率较低,又未用矢量控制(或无矢量控制) ,则首先降低U/ f 比,如果降低后仍能带动负载,则说明原来预置的U/ f 比过高,励磁电流的峰值偏大,可通过降低U/ f 比来减小电流;如果降低后带不动负载了,则应考虑加大变频器的容量;如果变频器具有矢量控制功能,则应采用矢量控制方式。
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