变频器过电压维修和原因分析

大家使用变频器最常见的故障可能就是变频器过电压问题了，过电压问题最常见的原因是电机处在发电状态，产生的能量无法及时的消耗造成的。过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。

常用的低压变频器属于交－直－交变频器，三相电源经过整流器得到直流电，通过直流母线向逆变器供电。母线电压在正常情况下，应该约等于进线电压的1.35倍。 

为了保护变频器，在母线电压过高时，变频器会报过压故障，并封锁逆变器的脉冲输出。这是保护变频器器件不受损坏的一个重要而且必要的方法。这个故障是不能被屏蔽的。 

变频器内部有母线电压检查机构，当母线电压测量值高于某个阈值后，变频器会报过压故障。 

造成变频器直流母线过电压的原因有很多，变频器过电压维修应该根据实际情况进行分析。如果找对根源，然后对症下药，一般都可以解决。 

1、首先是来自进线电压的影响。 

如果电网质量不好，有瞬间高电压出现，那势必会造成母线电压过高。偶尔出现的瞬间的电压尖峰很难捕捉到，这为故障的诊断增加了难度。如果用示波器或电能质量分析仪捕捉到进线电压的闪变，确认电网存在电压尖峰的话，那么可以在变频器进线端安装电压尖峰吸收装置以保护变频器。 

在打雷时，也可能会对电网电压产生瞬时影响，也可能会造成变频器的过电压故障。不过打雷也是很偶然的事件，不会一直困扰变频器的运行。不过安全起见，工厂应该有防雷措施。 

2、其次是来自输出端的影响，即逆变器侧。

在电机制动（即减速）时，电机和负载的动能转化为电能，处于发电状态，发出来的电在直流母线上累积，造成母线电压越来越高。如果电机的机械系统惯性大，而制动时间短，那么制动功率很大。产生的电能在变频器内不断累积，来不及释放，很容易造成直流母线过电压。针对这种不可避免的情况，变频器设计了很多功能来应对。一般的处理方法有： 

在工艺要求范围内，延长制动时间。 

在停车过程中，使能Vdmax控制器，自动延长制动时间 · 使用合适的制动单元和制动电阻（这个是要花钱的） 

使用四象限工作的整流器，比如基于AFE、F3E原理的整流器 

如果使用了PID技术控制器，注意降低系统响应，减P加I，延长滤波时间 

3、最后是硬件问题。 

如果变频器内部的电压检测机构工作不正常，或者CPU处理机制出了问题，这些都不是设参数就能解决的，需要报修。如果是外部机械问题，比如安装偏心等，这也是要尽量避免的。

变频器过电压的防护措施根据变频器过电压产生的原因不同而不同。

（1）对于变频器移相变压器的分断过电压，采用阻容吸收网络和氧化锌避雷器组成过电压吸收回路，取得较好效果。

（2）对于变压器带负载合闸产生的过电压，可以选用周期性能好的开关（开关长期操作后会出现不同期）；采用良好的阻容吸收回路或者有源抑制器技术方案；采用带静电屏蔽措施的变压器，也可以有效地抑制合闸过电压。但是大功率变压器在制作静电屏蔽层的难度将是相当大的。

（3）对整流元件换向产生的过电压，注意点是：整流元件的反向耐压值要足够，其次就是吸收回路和续流回路必须措施得当。否则整流器件就有可能被过电压击穿。

（4）由于变频器工作时的过电压基本上是变压器分闸合闸时产生，因此应该从变压器开始想办法抑制变频器的过电压。可以采用：

①加大变压器励磁电感和对地电容，加大励磁电感即减小空载电流，这都会引起变压器成本的增加。

②加大变压器对地电容：原理上容易分析，但是实际上由于变压器本身的结构和材料限制，要想做出任意绝缘方式或绝缘等级高的变压器是不太可能的，因此要想较大地增加变压器的对地电容也是相当困难的。

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                变频器过压的保护危害原因处理措施