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【技術(shù)分析】西門子變頻器過流過載分析
西門子變頻器有多種類型，例如：西門子變頻器MM4系列，西門子變頻器SINAMICS系列。這些西門子變頻器是由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及保護(hù)回路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。在使用過程中如果出現(xiàn)變頻器過流，過載的情況，會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。本文下面繼續(xù)對(duì)西門子變頻器的過流過載問題進(jìn)行分析，供用戶在調(diào)試過程中提供參考。
西門子變頻器過流過載問題分析
西門子變頻器在使用過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)過流或者過載的問題，難道這是變頻器品質(zhì)或者性能上出了問題嗎?專家告訴您，實(shí)際上出現(xiàn)這些情況有很多種原因。
2.2 輕載過電流
負(fù)載很輕，卻又過電流跳閘，這是變頻調(diào)速所*的現(xiàn)象。
1)變頻調(diào)速系統(tǒng)的特殊問題：在v/f控制模式下，存在著一個(gè)十分突出的問題:就是在運(yùn)行過程中，電動(dòng)機(jī)磁路系統(tǒng)的不穩(wěn)定。其基本原因在于:低頻運(yùn)行(fx下降)時(shí)，由于電壓ux的下降，電阻壓降i1r1所占比例增加，而反電動(dòng)勢(shì)e1所占的比例減小，比值e/f和磁通也隨之減小。為了能帶動(dòng)較重的負(fù)載，常常需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(即提高u/f比，也叫轉(zhuǎn)矩提升)。而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電阻壓降i1r1和反電動(dòng)勢(shì) e1所占的比例、比值e/f和磁通量等也都隨之變化。結(jié)果是:導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)磁路的飽和程度也在隨負(fù)載的輕重而變化。在進(jìn)行變頻器的功能預(yù)置時(shí)，通常是以重載時(shí)也能帶得動(dòng)負(fù)載作為依據(jù)來(lái)設(shè)定u/f比的。顯然，重載時(shí)電流i1和電阻壓降δur都大，需要的補(bǔ)償量也大。但這樣一來(lái)，在負(fù)載較輕，i1和電δur都較小時(shí)，必將引起“補(bǔ)償過分”，導(dǎo)致磁路飽和。
2.3 重載過電流
故障現(xiàn)象有些生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中負(fù)荷突然加重，甚至“卡住”，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因帶不動(dòng)而大幅下降，電流急劇增加，過載保護(hù)來(lái)不及動(dòng)作，導(dǎo)致過電流跳閘。
解決方法:
a)首先了解機(jī)械本身是否有故障，如果有故障，則修理機(jī)器。
b)如果這種過載屬于生產(chǎn)過程中經(jīng)?？赡艹霈F(xiàn)的現(xiàn)象，則首先考慮能否加大
電動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間的傳動(dòng)比?適當(dāng)加大傳動(dòng)比，可減輕電動(dòng)機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩，避免出現(xiàn)帶不動(dòng)的情況。但這時(shí)，電動(dòng)機(jī)在zui高速時(shí)的工作頻率必將超過額定頻率，其帶負(fù)載能力也會(huì)有所減小。因此，傳動(dòng)比不宜加大得過多。同時(shí)還應(yīng)注意:應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新預(yù)置變頻器的“zui高頻率”。如無(wú)法加大傳動(dòng)比，則只有考慮增大電動(dòng)機(jī)和變頻器的容量了。例如，某廠的注塑機(jī)在運(yùn)行過程中，每遇“噴塑”時(shí)，常常因過電流跳閘，據(jù)觀察，有時(shí)是電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)后跳閘。解決方法: 將電動(dòng)機(jī)軸上的皮帶輪御下，略“車”小一點(diǎn)(如皮帶變松，則將電動(dòng)機(jī)底座適當(dāng)后移)，就不再過電流跳閘了。
2.4 升速或降速中過電流
這是由于升速或降速過快引起的，可采取的措施有如下。
1)延長(zhǎng)升(降)速時(shí)間首先了解根據(jù)生產(chǎn)工藝要求是否允許延長(zhǎng)升速或降速時(shí)間，如允許，則可延長(zhǎng)升(降)速時(shí)間。
2)準(zhǔn)確預(yù)置升(降)速自處理(防失速)功能變頻器對(duì)于升、降速過程中的過電流，設(shè)置了自處理(防失速)功能。當(dāng)升(降)電流超過預(yù)置的上限電流iset時(shí)，將暫停升(降)速，待電流降至設(shè)定值iset以下時(shí)，再繼續(xù)升(降)速
但多數(shù)變頻器的降速自處理功能只考慮直流電壓，而無(wú)降速電流過大的自處理功能，需要注意閱讀但多數(shù)變頻器的降速自處理功能只考慮直流電壓，而無(wú)降速電流過大的自處理功能，需要注意閱讀說明書。說明書。
3)其他措施：如果采用了自處理功能后，因延長(zhǎng)了升、降速時(shí)間而不能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求，則:a)考慮適當(dāng)加大傳動(dòng)比，以減小拖動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩，使電動(dòng)機(jī)容易啟動(dòng)及升速;b)如果不能加大傳動(dòng)比，則只能考慮加大變頻器的容量了
3、過載跳閘及原因分析
電動(dòng)機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)，但運(yùn)行電流超過了額定值，稱為過載。過載的基本反映是:電流雖然超過了額定值，但超過的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流。
3.1 過載的主要原因
1)機(jī)械負(fù)荷過重：負(fù)荷過重的主要特征是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，并可從顯示屏上讀取運(yùn)行電流來(lái)發(fā)現(xiàn)。
2)三相電壓不平衡引起某相的運(yùn)行電流過大，導(dǎo)致過載跳閘，其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱不均衡，從顯示屏上讀取運(yùn)行電流時(shí)不一定能發(fā)現(xiàn)(只顯示一相電流)。
3)誤動(dòng)作：變頻器內(nèi)部的電流檢測(cè)部分發(fā)生故障，檢測(cè)出的電流信號(hào)偏大，導(dǎo)致跳閘。
3.2 檢查方法
1) 檢查電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱如果電動(dòng)機(jī)的溫升不高，則首先應(yīng)檢查變頻器的電子熱保護(hù)功能預(yù)置得是否合理，如變頻器尚有余量，則應(yīng)放寬電子熱保護(hù)功能的預(yù)置值;如變頻器的允許電流已經(jīng)沒有余量，不能再放寬，且根據(jù)生產(chǎn)工藝，所出現(xiàn)的過載屬于正常過載，則說明變頻器的選擇不當(dāng)，應(yīng)加大變頻器的容量，更換變頻器。這是因?yàn)?，電?dòng)機(jī)在拖動(dòng)變動(dòng)負(fù)載或斷續(xù)負(fù)載時(shí)，只要溫升不超過額定值，是允許短時(shí)間(幾分鐘，甚或幾十分鐘)過載的，而變頻器則不允許。如果電動(dòng)機(jī)的溫升過高，而所出現(xiàn)的過載又屬于正常過載，則說明是電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過重。這時(shí)，首先應(yīng)考慮能否適當(dāng)加大傳動(dòng)比，以減輕電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)荷。如能夠加大，則加大傳動(dòng)比。如果傳動(dòng)比無(wú)法加大，則應(yīng)加大電動(dòng)機(jī)的容量。
2) 檢查電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓是否平衡如果電動(dòng)機(jī)側(cè)的三相電壓不平衡，則應(yīng)再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如也不平衡，則問題在變頻器內(nèi)部，應(yīng)檢查變頻器的逆變模塊及其驅(qū)動(dòng)電路;如變頻器輸出端的電壓平衡，則問題在從變頻器到電動(dòng)機(jī)之間的線路上，應(yīng)檢查所有接線端的螺釘是否都已擰緊，如果在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間有接觸器或其他電器，則還應(yīng)檢查有關(guān)電器的接線端是否都已擰緊，以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。如果電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓平衡，則應(yīng)了解跳閘時(shí)的工作頻率:如工作頻率較低，又未用矢量控制(或無(wú)矢量控制)，則首先降低u/f比，如降低后仍能帶動(dòng)負(fù)載，則說明原來(lái)預(yù)置的u/f比過高，勵(lì)磁電流的峰值偏大，可通過降低u/f比來(lái)減小電流;如果降低后帶不動(dòng)負(fù)載了，則應(yīng)考慮加大變頻器的容量;如果變頻器具有矢量控制功能，則應(yīng)采用矢量控制方式。
西門子變頻器有多種系列，為用戶在各個(gè)行業(yè)中的自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的各種應(yīng)用中提供了解決方案和有力保障。