变频器的过压故障及排除（二）

4 案例分析：离心机变频减速运行过压
（1）故障现象
某离心机厂的离心机选用艾默生变频器ev2000-4t0015g变频器（如图2），在调试时，变频器总是在减速过程中报e005故障（减速过压）。

图2 离心机外观

（2）分析处理
查找故障原因，并根据说明书进行定位（如图3所示）。

图3 e004/e005/e006过压故障定位

在定位过程中，现场检查该变频器时，发现在从最高频率减速到34hz时，制动单元受自身使用率的影响，已经自动停止工作，制动单元出现黄灯警告，放电工作停止，而此时离心机还在回馈能量给变频器的直流母线，结果导致直流母线电压超过变频器允许值，从而报e005故障。将制动单元的拨码开关s1的第四位选择为on(表1所示)，即使用率改为100%，故障解除。

表1 制动单元s1选择开关

出现上述问题的原因在于离心设备是个大惯性负载，在停车减速时，减速时间才150多秒。
（3）案例归纳
由于制动单元是变频器的外设，因此遇到变频器过压故障必须查看制动单元的显示状态，并根据提示进行故障排除。表2所示为本案例使用的艾默生制动单元的待机显示、动作指示、故障指示、工作超时指示等状态。

表2 艾默生制动单元显示举例

除了本案例的制动率之外，还必须注意制动单元的选择情况。在进行制动单元得选择时，制动单元工作时流过开关管的最大瞬时电流要小于该器件的额定电流是选择的唯一依据，通过计算出最大电流值，就可以选择合适的制动单元，计算公式如下：

式中，uc为制动单元直流母线电压值，在交流380v进线电源时取800v；rb为制动电阻阻值（ω）；ic为制动电流瞬时值（a）。
一般变频器的硬件过压保护值为760v，考虑其动作的滞后，将其适当加大，但不会超过800v，因此在计算ic时适当加大了uc。
（4）经验点
能耗制动的基本应用就是变频器、制动单元和制动电阻，且是一一对应的。由于制动单元一般具有通用性，制动电阻又可以功率和阻值自由选配，所以一对一的单机应用型能耗制动方案对品牌并无特殊要求。
能耗制动的基本应用方案一般有以下三种：
a、无保护型
图4所示就是适用于用户选用的普通制动电阻。只要确保制动电阻的功率和散热条件良好，并不至于发生火灾隐患的情况下，就可以选用无保护型接线。
图4中，制动单元以艾默生tdb系列为例，其端子说明如下：p为直流母线正端，n为直流母线负端，可以输入的电压规格为dc600v/40a；pb为制动电阻的一端，另外一端为p，接输出制动电阻；g为制动单元接地；ta/tb/tc为故障继电器的公共点、常闭点和常开点，可以接交流220v/10a或直流30v/1a以下的控制回路。

图4 无保护型制动单元配线

b、接触器保护型
通过进线接触器来保证变频器与制动单元的电气安全，也就是说当制动单元发生故障或者制动电阻热保护，立即切断接触器，变频器和制动单元就处于安全保护状态。采用接触器保护型的接线方式必须确保制动单元的动作触点和制动电阻的热触点处于有效的状态内，否则容易导致接触器不动作或频繁动作，反而造成系统损坏。
c、控制端子保护型
通过定义控制端子为变频器的保护功能时封锁变频器的电压输出，也就是说当制动单元发生故障或者制动电阻热保护，变频器的控制端子就处于有效接通的状态，变频器就认为外部设备故障，显示故障报警代码并停止输出。这种功能是利用变频器特有的对输入外部设备的故障监视功能。

5 结束语
对于过压故障的处理，其关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理；二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过压的程度限定在允许的限值之内。
因此，可以归纳为下面主要的对策：在电源输入侧增加吸收装置，减少过压因素；从变频器已设定的参数中寻找解决办法；分析工艺流程，在工艺流程中寻找解决办法；采用增加制动电阻的方法；在输入侧增加逆变电路的方法；采用在中间直流回路上增加适当电容的方法；在条件允许的情况下适当降低工频电源电压；多台变频器共用直流母线的方法；通过控制系统功能优势解决变频器过压问题。

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