变频器过载（跳闸）和过流（跳闸）区别与故障分析.docx

过载，是一个时间概念，是指负载在连续时间内超过额定负载一定的倍数。过载，最重要的概念就是连续时间。比如，某变频器过载能力160%一分钟，就是指，负载连续一分钟达到额定负载的1.6倍是没有任何问题的。假如在59秒的时候，负载突然变小，那么是不会触发过载报警的。只有在60秒刚过的时候，才会触发过载报警。过流，是一个数骨概念，是指负载突然超过额定负载多少倍。过流的时间非常短，而且超过的倍数非常大，通常都是十几甚至几十倍。比如，电机在运转时，机械轴突然堵转，那么此时电机的电流在短时间内会极速上升，导致过流故障。过流和过载属于变频器最常见的故障，要区别变频器到底是过流跳闸还是过载跳闸，首先就要搞清楚他们之间的区别，一般来说过载也一定过电流，但是变频器为什么要把过电流和过载分开呢？这里面主要有2个区别：(1)保护对象不同过电流主要用于保护变频器，而过载主要用于保护电动机。因为变频器的容量有时需要比电动机的容量加大一档甚或两档，在这种情况下，电动机过载时，变频器不一定过电流。过载保护由变频器内部的电子热保护功能进行，在预置电子热保护功能时，应该准确地预置“电流取用比”，即电动机额定电流和变频器额定电流之比的百分数：IM%=IMN*100%IIM式中：IM%电流取用比；IMN电动机的额定电流，A;IN变频器的额定电流，A0(2)电流的变化率不同过载保护发生在生产机械的工作过程中，电流的变化率di/dt通常较小；除了过载以外的其他过电流，常常带有突发性，电流的变化率di/dt往往较大。(3)过载保护具有反时限特性过载保护主要是防止电动机过热，故具有类似于热继电器的“反时限''特点。就是说，如果与额定电流相比，超过得不多，则允许运行的时间可以长一些，但如果超过得较多的话，允许运行的时间将缩短。此外，由于在频率下降时，电动机的散热状况变差。所以，在同样过载50%的情况下，频率越低则允许运行的时间越短。变频器的过流跳闸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。1、短路故障：(1)故障特点（八）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。(b)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，首选要判断是否短路。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，重新启动时，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“0”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。这时，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、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：就是在运行过程中，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。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（八）首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。（b）如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，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，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。4、升速或降速中过电流：这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下：（1）延长升（降）速时间首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。（2）准确预珞升（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，设路了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预辂的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。变频器的过载跳闸电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。过载的基本反映是：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。1、过载的主要原因（1）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并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。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络得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预络值。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，首先应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他电器，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，则说明原来预络的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。变频器跳闸的原因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。一、变频器的过电流跳闸1、短路故障1）故障特点a、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。b、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，首选判断是否短路。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，重新启动时，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“O”的迹象，则说明变频器的输出端已经短路或接地。第二步，判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。这时，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、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：就是在运行过程中，电动机磁路系统的不稳定。基本原因：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O解决方法：反复调整U/f比。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可能出现的现象，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，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。4、升速或降速中过电流这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施：1）延长升（降）速时间首先，了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，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。二、变频器的过载跳闸及原因电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。过载的基本反映是：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。1、过载的主要原因1）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并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。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，首先应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他电器，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。变频器的过流和过载故障分析过流是说变频器输出电流瞬间超过保护设定值，过载是说电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，不形成较大的冲击电流，累积一段时间后达到过载条件后报过载。一、过流1、上电就过流或跳闸故障分析：（1）变频器输出端和电动机端是否短路；（2）变频器内部短路，清除变频器板件上的灰尘或杂物。（3）变频器内部整流或逆变模块损坏。2、短路过流。具有很大的冲击电流，-启动就过流，十分迅速，难以观察其电流的大小。但不用担心损坏变频器，因为所有变频器都有短路保护功能。故障分析：将变频器输出端的接线脱开，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，说明是变频器外部短路如变频器到电动机之间的线路以及电动机本身短路或接地。3、加速中过电流。此时变频器的输出电流变频器的额定电流*保护系数（一般为1.8）,持续两三秒钟时间，就会报过流，目的是为了保护IGBT。IGBT除以2就是变频器的额定电流，IGBT一点电流都不能过。故障分析：（1）变频器输出端和电动机端是否有接地或线间短路；现象：没有从OHZ上升频率的过程，直接报过流。（2）变频器负载是否过重，电机的额定转矩带不动负载即小马拉大车；电机是否发生堵转和抱闸未松开；现象：有从OHZ上升频率的过程，然后报过流。解决：可先设置低频转矩提升试一下。（3）变频器功率选型是否偏小；（4）电网电压是否偏低；（5）加速时间是否过短，延长加速时间，否则负载的惯性大，电动机的转速跟不上变频器的输出频率。有从OHZ上升频率的过程。现象：有从OHZ上升频率的过程，然后报过流。（6）VF曲线及转矩提升设置是否不合适,即不是50HZ对应380V,是40HZ对应380V。电压达到380V后电压就已经磁饱和；转矩提升过高，当负载很重，需要启动转矩大时，即提高启动时的电压，可设置变频器内的参数提升转矩，但此参数不宜设置过高，启动电压超过380V后，也会造成磁饱和；V/F曲线的转矩提升功能要在实际中反复实验，否则会导致变频器一启动就过流。（7）是否对旋转中的电机直接启动，应采用转速跟踪或先制动再启动的方式；（8）是否在加速过程中突然加负载，可适当加大变频器容量；（9）变频器下禁用接触器或接触器必须先吸合变频器才能启动；（10）以上可能性都排除后可能是变频器内部码盘故障或内部电流传感器故障或功率模块损坏。4、降速中过电流。此时变频器的输出电流变频器的额定电流*保护系统（一般为1.8）,持续两三秒钟时间，就会报过流。故障分析：（1）变频器输出端和电动机端是否有接地或线间短路；（2）变频器负载是否过重，电机是否发生堵转；（3）变频器功率选型是否偏小；（4）电网电压是否偏低；（5）减速时间是否过短，应延长减速时间；（6）是否在减速过程中突然加负载，可适当加大变频器容量；（7）是否存在发电能量回馈，此时要加装制动单元和制动电阻。（8）以上可能性都排除后可能是变频器内部电流传感器故障。5、运行过程中过流。变频器的输出电流过流保护值，持续1分钟，就会报故障。故障分析：（1）变频器输出端和电动机端是否有接地或线间短路是否输出电压不平衡或缺相；（2）电动机线路是否过长，过长的话需要加装输出电抗器；（3）运行中是否有突加负载的情况，可适当加大变频器容量；（4）变频器负载是否过重，电机是否发生堵转；（5）变频器功率选型是否偏小。（6）以上可能性都排除后可能是变频器内部电流传感器故障或电流检测电路故障。6、负载很轻，却又过电流跳闸。V/F控制模式下，低频运行时，为了能带动较重的负载，需要进行转矩补偿即提高U/f比，也叫转矩提升。转矩提升比例调节不好，就会报电流。故障分析：反复调整转矩提升比例值。7、重载过电流。运行过程中负荷突然加重，电动机的转速因带不动负载而大幅下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。故障分析：（1）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，则考虑适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩或者考虑增大电动机和变频器的容量。8、载波频率设置太高。当载波频率设置太高时，开关管的开关速率高，发热量增加，此时，变频器抵抗负载电流变化的能力减小，当负载电流增大时，变频器就可能过流。9、机械惯性过大。当机械惯性大，电机功率又偏小时，在加速过程中出现小马拉大车现象，导致过流。故障分析：可适当提高变频器低速启动时的转矩提升或延长加速时间。10、到某一特定速度时，突然发生过电流。故障分析：（1）干扰引起（2）机械共振电压型变频器结构框图二、过载1、机械负荷过重，电动机发热。故障分析：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，首先应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、三相输出电压不平衡，引起某相的运行电流过大，电动机发热不均衡。故障分析：如变频器输出端的电压平衡，而电动机侧三相电压是否平衡，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。如变频器输出端的三相电压不平衡，则问题在变频器内部。3、内部故障。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。