项目五任务3 变频器的保护功能课件.pptx

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1、项目五项目五 变频器的选择、安装及维护变频器的选择、安装及维护项目五任务3 变频器的保护功能项目五任务3 变频器的保护功能任务任务3 变频器的保护功能变频器的保护功能项目五任务3 变频器的保护功能有一台变频器上电后显示正常，一运行即显示过流E.OC1(FR-D740)。即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏。项目五任务3 变频器的保护功能经现场检查分析，这种故障是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施

2、所造成的。项目五任务3 变频器的保护功能变频器具有十分完善的保护功能，保证电动机、变频器在工作不正常或发生故障时，及时地做出处理，以确保拖动系统的安全。各种不同类型的变频器所具有的保护功能不完全相同，这里将最常见的几种保护功能介绍如下：一、过电流保护过电流保护这里的过电流是指变频器的输出电流峰值，超过了变频器的容许值。由于变频器的过载能力很差，大多数变频器的过载能力都只有150%，允许持续时间为1min。因此变频器的过电流保护，就显得尤为重要。1.过电流的原因过电流的原因过电流的原因很多，大致可以分为以下两种：一种就是在加速、减速过程中，由于加、减速时间设置过短而产生的过电流；另一种是在恒速运

3、行时，由于负载或变频器的工作异常而引起的过电流。如电动机遇到了冲击，变频器输出短路等。2.变频器对过电流的处理变频器对过电流的处理在大多数的拖动系统中，由于负载的变动，短时间的过电流是不可避免的。为了避免频繁跳闸给生产带来不便，一般的变频器都设置了失速防止功能（即防止跳闸功能），只有在该功能不能消除过电流或过电流峰值过大时，变频器才会跳闸，停止输出。项目五任务3 变频器的保护功能变频器具有十分完善的保护功能，保证电动机、变频器在工作不正常或发生故障时，及时地做出处理，以确保拖动系统的安全。各种不同类型的变频器所具有的保护功能不完全相同，这里将最常见的几种保护功能介绍如下：一、过电流保护过电流保

4、护这里的过电流是指变频器的输出电流峰值，超过了变频器的容许值。由于变频器的过载能力很差，大多数变频器的过载能力都只有150%，允许持续时间为1min。因此变频器的过电流保护，就显得尤为重要。1.过电流的原因过电流的原因过电流的原因很多，大致可以分为以下两种：一种就是在加速、减速过程中，由于加、减速时间设置过短而产生的过电流；另一种是在恒速运行时，由于负载或变频器的工作异常而引起的过电流。如电动机遇到了冲击，变频器输出短路等。2.变频器对过电流的处理变频器对过电流的处理在大多数的拖动系统中，由于负载的变动，短时间的过电流是不可避免的。为了避免频繁跳闸给生产带来不便，一般的变频器都设置了失速防止功

5、能（即防止跳闸功能），只有在该功能不能消除过电流或过电流峰值过大时，变频器才会跳闸，停止输出。项目五任务3 变频器的保护功能3.失速防止功能失速防止功能用户根据电动机的额定电流和负载的情况，给定一个电流限值Iset，(通常该电流给定为150%IN）。如果过电流发生在加、减速过程中，当电流超过Iset时，变频器暂停加、减速（即维持fx不变），待过电流消失后再行加、减速，如图5.23所示。如果过电流发生在恒速运行时，变频器会适当降低其输出频率，待过电流消失后再使输出频率返回原来的值，如图5.24所示。图5.23 加速时的失速防止 图5.24 恒速时的失速防止项目五任务3 变频器的保护功能二、对电动

6、机的过载保护二、对电动机的过载保护在传统的电力系统中，通常采用热继电器对电动机进行过载保护。热继电器具有反时限特性，即电动机的过载电流越大，电动机的升温增加越快，允许电动机持续运行的时间就越短，继电器的跳闸也越快。采用微处理器作为变频器的主控单元，可以很方便地实现热继电器的反时限特性。通过检测变频器的输出电流，并和存储单元中的保护特性进行比较。当变频器的输出电流大于过载保护电流时，微处理器将按照反时限特性进行计算，算出允许电流持续时间t，如果在此时间内过载情况消失，变频器工作依然是正常的，但若超过此时间过载电流依然存在，则变频器将跳闸，停止输出，如图5.25所示。使用变频器的该功能，只适用于一

7、个变频器带动一台电动机。如果一个变频器带有多台电动机，则由于电动机的容量比变频器小得多，变频器将无法对电动机的过载进行保护，通常在每个电动机上再加装一个热继电器。图中横坐标是热继电器的过载倍数，过载1.2倍时，允许持续时间是1min，也就是说超过1min，变频器将会跳闸。图5.25 电动机的反时限保护特性项目五任务3 变频器的保护功能三、三、过电压保护过电压保护1.产生过电压的原因产生过电压的原因 产生过电压的原因，大致可分为两大类：一类是在减速制动过程中，由于电动机处于再生制动状态，若减速时间设置得太短，因再生能量来不及释放，引起变频器中间电路的直流电压升高而产生的过电压；另一类是由于电源系

8、统的浪涌电压引起的过电压。2.过电压时的保护过电压时的保护对于在减速过程中出现的过电压，也可以采用暂缓减速的方式来防止变频器跳闸。可以由用户给定一个电压的限值Uset，在减速的过程中若出现直流电压UDUset时，则暂停减速，等待UD回落后，再继续减速，如图5.26所示。对于电源过电压情况，变频器规定：电源电压的上限一般不能超过电源电压的10%。如果超过该值，变频器将会跳闸。图5.26 减速时防止跳闸功能项目五任务3 变频器的保护功能四、四、欠电压保护和瞬间停电的处理欠电压保护和瞬间停电的处理 当电网电压过低时，会引起变频器中间直流电路的电压下降，从而使变频器的输出电压过低并造成电动机输出转矩不

9、足和过热现象。而欠电压保护的作用，就是在变频器的直流电路出现欠电压时，使变频器停止输出。 当电源出现瞬间停电时，直流中间电路的电压也将下降，并可能出现欠压现象。为了使系统在出现这种情况时，仍然继续正常工作而不停车，现代的变频器大部分都提供了瞬时停电再启动功能，这个功能可根据下面几种情况进行不同的处理。 (1)停电时间小于瞬间停电设定时间td时，保护功能没能被激活，变频器继续输出。 (2)停电时间若tdto.tc时，tc为惯性运行时间设定值，按瞬间停电再启动处理。项目五任务3 变频器的保护功能五、五、其他保护功能其他保护功能 1.散热片过热保护变频器正常工作时，其主回路的电流是很大的，为了帮助变

10、频器散热，在变频器内部均装有风扇。如果风扇发生故障，散热片就会过热，此时装在散热片上的热敏继电器将动作，使变频器停止工作或给出报警信号。由于逆变模块是变频器内的主要发热元件，因此我们在逆变模块的散热板上也配置了过热保护元件，一旦过热就给予过热保护。2.制动电路异常保护当变频器检测到制动单元晶体管出现异常或者制动电阻过热，就会给出报警信号，并使变频器停止工作。3.变频器内部工作错误保护。由于变频器所处的环境恶劣，使变频器的CPU或存储器EEPROM受外界干扰严重而发生非正常运行。或者是检测部分发生错误，变频器也将停止输出。4.外部报警输出功能。该功能是为了使变频器能够和周边设备配合构成可靠的系统

11、而设置的，周边设备的故障报警信号可以通过变频器的控制端子输入，当周边设备出现故障时，给出报警信号，变频器将停止工作。这些周边设备主要有：电动机的热继电器和来自生产机械的保护信号等。项目五任务3 变频器的保护功能变频器的故障诊断变频器的故障诊断当变频器发生故障时，可以根据不同情况，按照步骤进行检查。1、变频器不能正常启动与旋转、变频器不能正常启动与旋转当变频器无报警但是不能正常启动与旋转时，需要进行主回路、输入控制信号、变频器参数与机械传动部件等方面的综合检查。(1)主回路检查主回路检查包括如下内容。检查电源电压是否已经正常加入到变频器； 检查电机电枢线是否已经正确连接；检查直流母线连接是否脱等

12、。项目五任务3 变频器的保护功能(2)控制信号检查 控制信号检查包括如下内容。 检查变频器的源、汇点输入选择设定是否正确； 检查转向信号STRSTF是否为“l”(STRSTF同时为“l”时电机不能旋转)； 检查变频器的STOP信号是否为“l”； 检查频率给定是否为“0”，极性是否连接正确；当使用模拟电流输入时，还需要检查信号AU是否为“l”； 检查变频器输出关闭信号MRS是否为“0”； 检查变频器复位信号是否为“0”； 检查断电再启动信号CS是否为“l”； 检查编码器是否连接正确(闭环控制运行时)等。项目五任务3 变频器的保护功能(3)参数检查 参数检查包括如下内容。 检查转矩提升参数Pr.0

13、的设定是否正确(Uf控制时)； 检查参数Pr.79的操作模式是否选择正确； 检查参数Pr.78的转向禁止设定是否正确； 检查参数Pr.l3的启动频率设定是否过大； 检查参数Pr.l的上限频率设定是否为“0”； 检查多速运行的运行频率设定是否正确(多速运行方式)； 检查参数Pr.l5的点动频率设定是否正确(点动运行时)； 检查参数Pr.359的编码器计数方向设定是否正确(闭环控制运行时)； 检查参数Pr.902Pr.905的增益与偏置设定是否正确等。项目五任务3 变频器的保护功能(4)机械传动部件检查 机械传动部件包括如下内容。 检查负载是否太重； 检查机械制动装置是否已经松开； 检查机械传动部

14、件是否可以灵活转动； 检查机械连接件是否脱落等。项目五任务3 变频器的保护功能2.电机噪声过大电机噪声过大 电机运行时的噪声与以下因素有关。 PWM频率不合适，可以通过Pr.72选择柔性PWM频率控制功能； 速度调节器增益设定过大，调整参数Pr.820830、Pr.824834降低速度调节器比率增益； 参数Pr.71的电机类型选择不合理等。 3.电机电流过大、发热严重电机电流过大、发热严重 电机发热与以下因素有关。 电机负载过重或散热不良； 电机额定电流、额定电流参数设定错误； 参数Pr.71的电机类型选择不合理； 参数Pr.14的负载类型选择不合理； 转矩提升参数Pr.0设定过大； 电机未进

15、行自动调整； 电机内部局部短路； 电机额定频率(参数Pr.3)、额定电压(参数Pr.19)设定错误等。项目五任务3 变频器的保护功能4.速度偏差过大或不能调速速度偏差过大或不能调速 如果在电机启动后出现速度偏差过大或速度不能改变的情况，可以按照如下步骤进行相关检查。 检查频率给定输入或设定是否正确； 检查变频器操作模式选择是否正确(如是否工作于JOG模式、多级变速模式等)； 检查开关量输入控制信号是否正确(如是否将转向信号、停止信号定义成了JOG模式、多级变速模式的输入信号等)； 检查上限频率(参数Pr.1、参数Pr.18)、下限频率(参数Pr.2)、额定电压(参数Pr.19)的设定是否正确；

16、 检查模拟量输入增益、偏移设定参数Pr.902Pr.905的增益与偏置设定是否正确； 检查负载是否过重； 检查频率跳变区域的设定(参数Pr.31Pr.36)是否合适，变频器是否已经工作在跳变区； 检查制动电阻与直流母线的连接(P+、Pl等)是否正确等。项目五任务3 变频器的保护功能 5、加减速不稳定、加减速不稳定当电机出现加减速不稳定时，可能的原因如下。加减速时间设定(参数Pr.7、Pr.8)不合理；在U/f控制时，转矩提升设定(参数Pr.0、Pr.46、Pr.112)不合理；负载过重等。 6、转速不稳定、转速不稳定 当电机出现转速不稳定时(如果采用矢量控制，变频器的输出频率在2Hz之内的波动属正常现象)，可能的原因如下。 负载变化过于频繁； 频率给定输入波动或受到干扰； 给定滤波时间常数设定不合适(参数Pr.74、Pr.822)； 接地系统与屏蔽线连接不良或给定输入未使用屏蔽线； 矢量控制时电机极数(参数Pr.80)、容量(参数Pr.81)设定错误； 变频器到电机的电枢连接线过长或连接不良； 矢量控制时未进行电机的自动调整；U/f控制方式的电机额定电压(参数Pr.19)设定错误等。项目五任务3 变频器的保护功能1若变频器拖动的负载为笼型电动机，选择变频器时应考虑哪些问题？2变频器出故障时如何处理？项目五任务3 变频器的保护功能