電源與驅動板啟動顯示過電流
通常是由于驅動電路或逆變模塊損壞引起。
空載輸出電壓正常,帶載后顯示過載或過電流
通常是由于參數(shù)設置不當或驅動電路老化,模塊損壞引起。
過電流的原因
1、工作中過電流即拖動系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流.其原因大致來自以下幾方面:
① 電動機遇到?jīng)_擊負載,或傳動機構出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,引起電動機電流的突然增加.
② 變頻器的輸出側短路,如輸出端到電動機之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動機內部發(fā)生短路等.
③ 變頻器自身工作的不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個逆變器件在不斷交替的工作過程中出現(xiàn)異常。例如由于環(huán)境溫度過高,或逆變器件本身老化等原因,使逆變器件的參數(shù)發(fā)生變化,導致在交替過程中,一個器件已經(jīng)導通、而另一個器件卻還未來得及關斷,引起同一個橋臂的上、下兩個器件的“直通”,使直流電壓的正、負極間處于短路狀態(tài)。
2、升速時過電流 當負載的慣性較大,而升速時間又設定得太短時,意味著在升速過程中,變頻器的工作效率上升太快,電動機的同步轉速迅速上升,而電動機轉子的轉速因負載慣性較大而跟不上去,結果是升速電流太大。
3、降速中的過電流 當負載的慣性較大,而降速時間設定得太短時,也會引起過電流。因為,降速時間太短,同步轉速迅速下降,而電動機轉子因負載的慣性大,仍維持較高的轉速,這時同樣可以是轉子繞組切割磁力線的速度太大而產生過電流。
工作時狀態(tài) 和普通晶體管一樣,GTR也是一種放大器件,具有三種基本的工作狀態(tài):
⑴放大狀態(tài) 起基本工作特點是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變 Ic=βIb 式中β------GTR的電流放大倍數(shù)。
GTR處于放大狀態(tài)時,其耗散功率Pc較大。設Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A)計算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵飽和狀態(tài) Ib增大時,Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當βIb>Uc/Rc 時,Ic=βIb的關系便不能再維持了,這時,GTR開始進入“飽和"狀態(tài)。而當Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定,即 Ics≈Uc/Rc 時,GTR便處于深度飽和狀態(tài)(Ics 為飽和電流)。這時,GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。
GTR處于飽和狀態(tài)時的功耗是很小的。上例中,設Uces=2V,則 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W
可見,與放大狀態(tài)相比,相差甚遠。
⑶截止狀態(tài) 即關斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結果。
在截止狀態(tài),GTR只有很微弱的漏電流流過,因此,其功耗是微不足道的。
GTR在逆變電路中是用來作為開關器件的,工作過程中,總是在飽和狀態(tài)間進行交替。所以,逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR處于放大狀態(tài),其功耗將增大達百倍以上。所以,逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態(tài)下小作停留的。
采用變頻器調速,將產生噪聲和振動,這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產生的影響。隨著運轉頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大范圍內變化,很可能引起與電動機的各個部分產生諧振等。噪聲問題及對策
(1)用變頻器傳動電動機時,由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量,氣隙的高次諧波磁通增加,故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉子固有機械頻率諧振,則轉子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機殼軸承架等諧振,在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。
變頻器傳動電動機產生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關頻率有關,尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側連接交流電抗器。如果電磁轉矩有余量,可將U / f定小些。采用特殊電動機在較低頻的噪聲音量較嚴重時,要檢查與軸系統(tǒng)(含負載)固有頻率的諧振。
(2) 振動問題及對策變頻器工作時,輸出波形中的高次諧波引起的磁場對許多機械部件產生電磁策動力,策動力的頻率總能與這些機械部件的固有頻率相近或重合,造成電磁原因導致的振動。對振動影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量,在PAM方式和方波PWM方式時有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時,低次的諧波分量小,影響變小。
減弱或消除振動的方法,可以在變頻器輸出側接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時,可改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動轉矩。從電動機與負載相連而成的機械系統(tǒng),為防止振動,必須使整個系統(tǒng)不與電動機產生的電磁力諧波。負載匹配及對策生產機械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉矩特性不同,因此應用變頻器前首先要搞清電動機所帶負載的性質,即負載特性,然后再選擇變頻器和電動機。負載有三種類型:恒轉矩負載、風機泵類負載和恒功率負載。不同的負載類型,應選不同類型的變頻器。
(3) 恒轉矩負載恒轉矩負載又分為摩擦類負載和位能式負載。摩擦類負載的起動轉矩一般要求額定轉矩的150%左右,制動轉矩一般要求額定轉矩的左右,所以變頻器應選擇具有恒定轉矩特性,而且起動和制動轉矩都比較大,過載時間和過載能力大的變頻器,如FR-A540系列。位能負載一般要求大的起動轉矩和能量回饋功能,能夠快速實現(xiàn)正反轉,變頻器應選擇具有四象限運行能力的變頻器,如FR-A241系列。
(4) 風機泵類負載風機泵類負載是典型的平方轉矩負載,低速下負載非常小,并與轉速平方成正比,通用變頻器與標準電動機的組合合適。這類負載對變頻器的性能要求不高,只要求經(jīng)濟性和可靠性,所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可,如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時,功率急劇增加,有時超過電動機變頻器的容量,導致電動機過熱或不能運轉,故對這類負載轉矩,不要輕易將頻率提高到工頻以上。
(5) 恒功率負載恒功率負載指轉矩與轉速成反比,但功率保持恒定的負載,如卷取機、機床等。對恒功率特性的負載配用變頻器時,應注意的問題:在工頻以上頻率范圍內變頻器輸出電壓為定值控制,,所以電動機產生的轉矩為恒功率特性,使用標準電動機與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內為U/f定值控制,電動機產生的轉矩與負載轉矩又相反傾向,標準電動機與通用變頻器的組合難以適應,因此要專門設計。