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    變頻器缺相故障的檢測和應對措施

    變頻器缺相是常見的變頻器故障之一,在R、S、T為三相交流輸入變頻器中,當其中的一相因為熔斷器或斷路器的故障而斷開時,便認為是發生了輸入缺相故障。


    變頻器主回路

    除了輸入缺相外,還有一種是變頻器輸出缺相,這將直接導致電機缺相運行。輸出缺相時,電機靜止時啟動,電機就轉不起來。若是在運行中缺相十分危險,電機電流增大1.2倍,發熱嚴重,震動加劇,極易燒壞電機。變頻器通過檢測輸出電流,就可以判斷三相輸出是否缺相。

    變頻器輸入缺相的檢測方法

    當變頻器正常工作時,Udc上的電壓如下圖所示,一個工頻周期內將有6個波頭,此時直流電壓Udc將不會低于470V,實際上對于一個7.5kW的變頻器而言,其C的值大小一般為900uf,當滿載運行時,可以計算出周期性的電壓降落大致為40V,紋波系數不會超過7.5%。而當輸入缺相發生時,一個工頻周期中只有2個電壓波頭,且整流電壓最低值為零。此時在上述條件下,可以估算出電壓降落大致為150V,紋波系數要達到30%左右。


    Udc上的電壓波形

    由此可以看出,在變頻器輸入缺相后仍在運行時,電容C將被反復大范圍的充電,這種情況必然導致電容器損壞,從而造成變頻器故障。同時,若負載較輕,雖然不會造成電容的損壞,但是直流電壓的紋波系數相比于正常時將會增大很多,而且目前變頻器一般具有恒電壓控制功能,這將造成開關占空比的振蕩和負載電流的振蕩。而負載較重時,則進一步損壞整流橋,促使變頻器故障幾率增大,如在送電時就發生缺相,由于單相大電流運行極易造成變頻器燒毀。

    檢測變頻器輸入缺相,最簡單的一種方法就是使用硬件檢測,如下圖所示,該電路中C0上的電壓高低將反映R、S、T三相輸入有無缺相,當發生缺相時,C0上的電壓降低,光藕器件將不導通,A點的信號為高電平,對應缺相的發生。

    也可以通過軟件對輸入缺相進行檢測,這是因為Udc在正常情況下,除直流成分外,其主要交流成分的周期為3.33ms,而在缺相的情況下,其主要交流成分的周期將變為10ms,因此通過檢測Udc的交流成分的周期,就可以判斷其是否缺相。

    變頻器缺相故障的對策

    變頻器發生缺相故障時,可以通過電壓表或鉗型表來判斷變頻器輸入輸出是否正常。主回路電氣測量的說明如下表所示。

    主回路電氣測量
    • 檢查變頻器的輸入和輸出線路是否正常。
    • 檢查外圍線路,如斷路器、接觸器、電抗器、濾波器等。
    • 檢查變頻器內部的主回路,包括整流橋、IGBT和驅動板。
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