西門子變頻器維修過電壓故障解決方法
一般能引起中間直流回路過電壓的原因主要來自以下兩個方面：
（1）來自電源輸入側(cè)的過電壓。以西門子S120為例，通常情況下，整流單元進(jìn)線電源電壓為380V，誤差不超過10%。變頻器工作的直流電壓為經(jīng)過三相橋式全波整流后的平均值，BLM整流模塊輸出電壓平均為560V，峰值也不會超過600V。個別情況下電源線電壓達(dá)到460V，其峰值電壓也不超過650V，并不算很高，因此一般情況下進(jìn)線電源不會導(dǎo)致變頻器過壓。如果在電源輸入側(cè)有強(qiáng)大的電壓沖擊時，如雷電等大的電磁干擾，則會導(dǎo)致變頻器過電壓。但此種情況并不多見。
（2）來自負(fù)載側(cè)的過電壓。變頻器過電壓主要來自負(fù)載側(cè)，原因主要有以下幾方面：當(dāng)電機(jī)帶動大負(fù)載減速時，由于變頻器設(shè)置的減速斜坡時間過短，變頻器輸出頻率下降的較快，而負(fù)載由于自身慣性很難按照變頻器輸出頻率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，即電機(jī)運(yùn)行速度比變頻器設(shè)定的速度要高，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，此時電機(jī)轉(zhuǎn)差率為負(fù)值，轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電機(jī)正常運(yùn)行時狀態(tài)時相反，其電磁轉(zhuǎn)矩為阻礙電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的制動轉(zhuǎn)矩。所以此時電機(jī)實(shí)際上處于發(fā)電狀態(tài)，負(fù)載的動能被“再生”成為電能。再生能量通過變頻器中間的逆變回路對直流儲能電容器充電，使直流母線電壓上升，這就是再生過電壓。因變頻器與電機(jī)本身具有一定的消耗能力，這部分再生能量將被變頻器及電機(jī)消耗掉。若再生能量超過了變頻器與電機(jī)的能耗范圍，直流回路的儲能電容將會過度充電，變頻器由于自身的保護(hù)功能會動作，使運(yùn)行停止。
3 過電壓的預(yù)防措施
變頻器在使用過程中產(chǎn)生的過電壓主要是由于負(fù)載側(cè)引起的再生過電壓，如上所述，預(yù)防直流母線過電壓就是要將負(fù)載減速或者是停車過程中產(chǎn)生的過多的能量消耗掉，常用的有如下方法：
（1）能量消耗法：在變頻器的直流回路中并聯(lián)一個制動電阻，實(shí)時檢測變頻器運(yùn)行中直流母線的電壓，并設(shè)置合適的閾值來控制一個功率管的通斷。在直流母線電壓上升至設(shè)定的閾值時，功率管導(dǎo)通，將再生能量通入電阻，以熱能的形式消耗掉，從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒能得到利用，因此屬于能量消耗型。因?yàn)槟芰肯挠陔姍C(jī)之外的制動電阻上，不會導(dǎo)致電機(jī)的過熱，因此可重復(fù)使用。西門子S120系列變頻器BLM型整流單元上可以配置制動單元，并聯(lián)制動電阻。當(dāng)直流母線電壓升高到720V時，制動單元導(dǎo)通，將多余的能量泄放到制動電阻上。下圖即為直流母線連接制動單元和制動電阻的示意圖。
（2）能量回饋法：有些整流單元進(jìn)線側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時，回饋給進(jìn)線電網(wǎng)，使再生能量得到完全利用。西門子公司推出的S120系列SLM電源模塊具備電網(wǎng)回饋的能力。當(dāng)負(fù)載制動使直流母線電壓升高時，SLM電源模塊將多余的能量自動回饋給進(jìn)線電網(wǎng)，保證母線電壓維持在一個正常的范圍。但是這種方法對電源的穩(wěn)定性要求較高。
（3）激活直流母線控制器：應(yīng)對直流側(cè)過壓的問題，變頻器控制單元通過內(nèi)部PID算法，以保持直流側(cè)電壓不致過高為目的，自行給出頻率。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速有所降低，并且直流側(cè)電壓降低到設(shè)定的限值以內(nèi)后，繼續(xù)按減速斜坡減速。如果直流側(cè)電壓再次過高，控制器再次動作。S120變頻器激活直流母線控制器的方法是將參數(shù)P1200設(shè)置為1，即激活母線電壓最大控制器。此種方法適合于由于負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量大造成的過壓，并且在控制上沒有受控減速，因此有一定的局限性。
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