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油田西门子变频器常见故障的分析与处理方法(二)

信息来源:      发布时间:2015-01-07 09:02:34      点击次数:0

  二、过压类故障

  西门子变频器在运行过程中发生的过电压主要集中在直流母线上。正常情况下,西门子变频器直流电为三相全波整流后的平均值。当变频器的输入电压为三相380v的市电时,则整流电压的平均值ud=1.35×380=513v。而变频器在设计时都规定了其容许承受的最高直流电压值,当电压超过这个值时变频器很可能被损坏,为此变频器都设有过电压保护环节。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760v左右时,过电压保护将动作使变频器停机。因此,变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。

  1、输入交流电源过压

  这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。

  2、发电类过电压

  这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。在使用的场合来看,由于抽油机在下行过程中存在发电现象,如果变频器的再生制动单元功能出现故障,就会出现此类故障,而造成抽油机无法正常运行。因此,抽油机用变频控制系统多数采用能量回馈型的变频器。

  直流母线过电压主要发生在交流电动机处于制动状态时,这时电动机短时处于发电机状态,其能量经与逆变桥的开关器件反向并联的二极管,反送到逆变器输入侧的直流母线上,使接在直流母线上的储能电容充电,导致直流母线电压上升。一般变频器都设有直流母线过电压抑制单元(如制动电阻),以免变频器的过电压保护动作而停机。如果发生因过电压保护动作而停机的情况,则要检查过电压抑制单元的接线是否正确、开关器件是否损坏,以及过电压保护的整定值是否合适。

  (1)当西门子变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,西门子变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,而纸机中经常发生在干燥部分,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改西门子变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。

  (2)多个电动施动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。

  3、过压类故障的处理

  由于过电压产生的原因不同,因而采取的对策也不相同。对于采用能量消耗型的变频器,这种方法是在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700v左右时,功率管导通,将再生能量通入电阻,以热能的形式消耗掉,从而防止直流电压的上升。对于采用能量回馈型的变频器,其网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时,可逆变流器将再生能量回馈给电网,使再生能量得到完全利用。但这种方法对电源的稳定性要求较高,一旦突然停电,将发生逆变颠覆。对于采用并联直流母线吸收型的变频器,适用于多电机传动系统,在这个系统中,每台电机均需一台变频器,多台变频器共用一个网侧变流器,所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态,处于制动状态的电机被其它电动机拖动,产生再生能量,这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电机所吸收。在不能完全吸收的情况下,则通过共用的制动电阻消耗掉。(文章来源:北京德尔西曼www.trustman.com.cn)