变频器直流母线过电压的原因及解决办法

2024-10-28 06:51:34

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回答1：

过电压故障解决措施：

方法一：装设浪涌吸收装置；

方法二：串联电抗器作为吸收装置；

方法三：调整变频器已设定的参数；

方法四：增加泄放电阻；

方法五：增加逆变电路；

解决电网过电压对变频器的影响，主要思路是对变频器中间直流回路多余能量进行有效及时处理，同时要预防或者降低多余能量馈送到变频器的中间直流回路，让电网产生的过电压处于一定的允许值内。

造成过电压的原因主要有两种：

电源过电压和再生过电压。

电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。

产生再生过电压主要有以下原因：

当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。

拓展资料：

过电压的产生与再生制动

所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。

在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。

由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。

所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被“再生”成为电能。再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。

因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。

若这部分能量超过了变频器与电机的消耗能力，直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。

过电压对变频器的影响：

通用变频器的基本组成电路是整流电路和逆变电路两部分。

整流电路是将工频交流电整流成直流电。逆变电路再将直流电逆变成频率和电压可调的交流电。变频调速装置一般是均采用交一直一交电压模式。

变频器过电压一般是指中间直流回路过电压，其危害主要有以下三点：

电网电压升高会增加电机铁芯磁通，很容易造成磁路饱和，加大励磁电流，导致电机温升过大，损伤电机。

电网电压升高会使中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响。

对中间直流回路滤波电容器寿命影响很大，甚至会引起电容器爆裂。

参考资料：过电压—百度百科

回答2：

如果变频器没坏，可能是电动机四象限运行的发电状态导致电能回流，该能量无法回馈电网，所以引起母线电容充电、电压泵升。可以加制动单元和刹车电阻，根据手册选。

过电压故障解决措施：

1)装设浪涌吸收装置或者串联电抗器作为吸收装置

电网的冲击过电压、雷电导致过电压以及补偿电容在合闸或断开时是造成变频器输入端过电压的主要原因。此类隐患，可以在变频器装设浪涌吸收装置或者串联电抗器预防。吸收装置就是在连接逆变器和电动机的U、V、W相的各动力线间、以及这些动力线和地之间，分别连接半导体浪涌吸收元件。

2)调整变频器已设定的参数

如果工艺流程中对负载减速时间不限定，在设置变频器减速时间参数时，以不引起中间回路过电压为限为条件设定，不能太短，避免出现负载动能释放太快情况，尤其是变频器所控制负载惯性较大的设备，减速参数要适当增加;如果生产工艺流程对负载减速时间有一定的要求，为预防变频器在限定时间内出现过电压跳停，要设定变频器失速自整定功能，也可设定变频器的频率值，通过减缓频率降低所控制设备的转速。

3)增加泄放电阻

泄放电阻就是在储能元件两端并联的电阻，给储能元件提供一个消耗能量的通路，使电路安全。这个电阻叫泄放电阻。可以是二极管，如电感(继电器线包)并联的二极管。当前功率较小变频器一般在制造时内部中间直流回路都设计了控制单元与泄放电阻，而大功率的变频器为给其中间直流回路能够很好的释放多余的能量提供通道，应该根据工艺需要增加泄放电阻，从而预防过电压。

4)增加逆变电路

逆变电路基本作用是在控制电路的控制下，将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源，在变频器的输入侧增加逆变电路，可以使变频器中间直流回路多余的能量回馈给电网。但造价较高，技术要求复杂。

5)在中间直流回路上加合适电容

根据变频器的容量以及其中间直流回路的电流电压的估算，可以在其中间直流回路上增加合适的电容，此电容能够稳定回路电压，提升回路承受过电压的能力，也可在设计阶段选用较大容量的变频器来有效防治过电压的影响。

6)降低工频电源电压

当前，常用变频器电源侧均是采不可控整流桥，其特点是电源电压较高，中间直流回路产生的电压也跟着升高。譬如电源电压为380V时，变频器的直流回路电压达到537V，如果变频器离变压器的位置较劲，其输入电压一般为400V以上，导致中间直流回路承受过电压会更高。因此，在条件容许下，可利用变压器的分接开关，通过低压档的放置降低电源电压来提升变频器过电压能力。

7)多台变频器共用直流母线

可根据实际需要进行设计将多台变频器的直流母线回路并联在一起(变频器本身设计有外接的直流母线输出端子)，这样任何一台变频器从直流母线上取用的电流通常情况下都是大于同时间从外部馈入的多余电流，可以保持共用直流母线的电压，因此，至少两台同时运行的变频器具有共用直流母线能够平衡变频器的直流母线电压，使设备启动、停止时对电网的冲击也低，同时在电机停机成了发电机，能量回馈到直流母线。

8)通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题

变频器的减速和负载的突降一般受在工艺流程中的受控制系统控制。因此，可以在变频器的减速和负载的突降前，通过支配的工艺流程控制系统对变频器进行控制，降低过多的能量馈入变频器的中间直流回路。譬如把变频器输入侧的不可控整流桥换成半可控或全控整流桥规律性减速过电压，在工艺流程减速前，可以把中间直流电压控制符合要求低值范围内，同时增加了中间直流回路承受馈入能量的能力，预防过电压。

拓展资料：

过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。

电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高，属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。

参考资料：过电压百度百科

回答3：

所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。

造成过电压的原因主要有两种：

电源过电压和再生过电压；
电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。

而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。

产生再生过电压主要有：

当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放；
电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩；
直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。

为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。

扩展资料：

直流母线：就是将交流变成直流，在变频器中是用铜排的母线形式安装的。

电压：也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。

参考资料：直流变频-百度百科

回答4：

过电压的产生与再生制动
所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。造成过电压的原因主要有两种：电源过电压和再生过电压。电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。本文主要讨论的问题是再生过电压。产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被“再生”成为电能。再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。若这部分能量超过了变频器与电机的消耗能力，直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。

回答5：

如果变频器没坏，可能是电动机四象限运行的发电状态导致电能回流，该能量无法回馈电网，所以引起母线电容充电、电压泵升。

可以加制动单元和刹车电阻，根据手册选。

所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。

正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。

若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。

在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。

造成过电压的原因主要有两种：

电源过电压和再生过电压。

电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。

而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。

产生再生过电压主要有以下原因：