-案例1-
某水務(wù)局一臺(tái)45kw西門子430變頻器，拖動(dòng)一臺(tái)45kw水泵電動(dòng)機(jī)，當(dāng)變頻器開機(jī)時(shí)，輸出頻率上升到16hz，變頻器過電流跳閘，復(fù)位后重新起動(dòng)，仍然在16hz過電流跳閘。
故障分析
該泵為離心水泵，沒有沖擊現(xiàn)象，離心水泵的負(fù)載特性如下圖所示，從特性線分析，當(dāng)頻率在16hz時(shí)，變頻器的電流很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定值，不會(huì)造成過電流跳閘。但葉輪卡住電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，電流會(huì)很大。如是葉輪卡住頻率上升不到16hz就會(huì)跳閘，所以過電流跳閘另有原因。電動(dòng)機(jī)繞組短路的可能性最大。
故障處理
斷開電動(dòng)機(jī)，變頻器空載運(yùn)行正常（該變頻器可以空載運(yùn)行），再接入電動(dòng)機(jī)，仍然在16hz左右出現(xiàn)過電流跳閘。換一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行正常，說明過電流是電動(dòng)機(jī)故障。將電動(dòng)機(jī)分解，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)繞組有短路現(xiàn)象。
總結(jié)
水泵在頻率較低的情況下出現(xiàn)過電流跳閘，主要原因一是電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)。二是電動(dòng)機(jī)繞組短路。
-案例2-
一金屬加工企業(yè)變頻器改造項(xiàng)目，用一臺(tái)75kw施耐德變頻器拖動(dòng)一臺(tái)75kw電動(dòng)機(jī)。變頻器起動(dòng)過程中跳“ocf”，不能工作。
故障分析
該機(jī)負(fù)載為機(jī)械傳動(dòng)，負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩特性，如下圖所示工作頻率在任何值都有過載的可能。首先盤車沒有卡住現(xiàn)象，過電流不是負(fù)載引起。只有電纜短路、 電動(dòng)機(jī)繞組短路。電動(dòng)機(jī)為舊電機(jī)，繞組短路的可能性大。
故障處理
將電動(dòng)機(jī)接線斷開，重新起動(dòng)，變頻器工作正常。測(cè)量電動(dòng)機(jī)繞組電阻，沒有短路現(xiàn)象。后將電動(dòng)機(jī)又接回變頻器，仍然跳 “ocf”。
將電動(dòng)機(jī)分解，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)繞組有短路燒痕，判斷為電動(dòng)機(jī)匝間短路。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)為工作多年的老電動(dòng)機(jī)，絕緣程度大大下降，變頻器的輸出波形又為pwm波，造成電動(dòng)機(jī)匝間局部短路。重新?lián)Q一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，故障排除。
總結(jié)
因?yàn)闇y(cè)量電動(dòng)機(jī)繞組用的是萬用表，萬用表一是內(nèi)部的供電電壓只有1.5v，太低，二是電阻的最小分辨率為1ω，而該電動(dòng)機(jī)的正常繞組電阻小于1ω，所以用萬用表是測(cè)不出來的。一般檢查電動(dòng)機(jī)的直流電阻要用交流電橋。
在設(shè)備改造時(shí)，要注意老電動(dòng)機(jī)的絕緣性能是否下降，如不能適應(yīng)變頻器的要求，就要選用變頻器專用電動(dòng)機(jī)或新的電動(dòng)機(jī)。
-案例3-
料漿泵選用富士frn90p9s-4ce變頻器，額定電流176a；配用90kw電動(dòng)機(jī)，額定電流164a。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，頻率約在12hz時(shí)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，隨后變頻器過電流跳閘。復(fù)位后重新起動(dòng)，故障依舊。
故障分析
因?yàn)槭切掳惭b系統(tǒng)，設(shè)備損壞的可能性很小。檢查設(shè)定參數(shù)，變頻器轉(zhuǎn)矩提升保持為出廠設(shè)定值0.1，0.1是轉(zhuǎn)矩提升功能設(shè)置為減轉(zhuǎn)矩特性。由于該系統(tǒng)工藝流程影響，出口存有初始?jí)毫?，?dāng)變頻器輸出頻率上升到12hz時(shí)，初始?jí)毫ψ畲?，造成電?dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)過電流。
故障處理
該變頻器是風(fēng)機(jī)水泵專用變頻器，其u/f線是二次方減轉(zhuǎn)矩特性，如下圖所示。該變頻器具有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升功能，它根據(jù)變頻器的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩，自動(dòng)提升補(bǔ)償，將轉(zhuǎn)矩提升碼改為0.0，選擇轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升模式，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)正常。
總結(jié)
減轉(zhuǎn)矩特性是風(fēng)機(jī)水泵的專用特性線，目的主要是為了節(jié)能。但因?yàn)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩
小，在一些特殊場(chǎng)合，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行轉(zhuǎn)矩提升。
-案例4-
某水泥回轉(zhuǎn)窯配用y315l2-8、110kw電動(dòng)機(jī)ꎬ 選用美國(guó)a-b公司1336s-b250hp變頻器驅(qū)動(dòng)?？蛰d試車時(shí)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但下料后再起動(dòng)時(shí)，頻率上升到10z左右，電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)變頻器過電流保護(hù)跳閘，過電流值高達(dá)530a。
故障分析
水泥回轉(zhuǎn)窯帶物料起動(dòng)時(shí)，因物料的偏轉(zhuǎn)角隨著旋轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸增大(見下圖)，當(dāng)物料的重力造成的附加阻轉(zhuǎn)矩達(dá)到一定值時(shí)，使變頻器過電流跳閘。
故障處理
調(diào)整變頻器壓頻比u/f線，當(dāng)f為37hz時(shí)u為380v，起動(dòng)成功。但完成起動(dòng)后變頻器進(jìn)入恒功率運(yùn)行，因電動(dòng)機(jī)磁通過大導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)鐵心飽和發(fā)熱，20hz時(shí)電流高達(dá)380a，無功電流約占80%。
實(shí)際過電流是在10hz左右，因此，只要在1/3基頻以下的低速區(qū)間設(shè)置足夠的轉(zhuǎn)矩提升，在其他頻率段基本保持恒轉(zhuǎn)矩下u/f曲線的斜率，是能夠完成回轉(zhuǎn)窯調(diào)速控制的，也就是應(yīng)該設(shè)置低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。通過反復(fù)調(diào)整低頻轉(zhuǎn)矩提升參數(shù)，回轉(zhuǎn)窯起動(dòng)成功（新設(shè)置的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償線如下圖所示）。
總結(jié)
進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償就是修改變頻器的基本u/f線。基本u/f線是按電動(dòng)機(jī)的最佳工作狀態(tài)設(shè)置的，理論上一般不做改動(dòng)。低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償線實(shí)際上是電動(dòng)機(jī)的臨時(shí)工作線，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，是不工作在補(bǔ)償線上的。如果修改了電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)處的u/f線，特別是向提升的方向修改，那么電動(dòng)機(jī)工作中就會(huì)出現(xiàn)過熱、過電流等不正?，F(xiàn)象。該設(shè)備應(yīng)選用矢量變頻器。
-案例5-
一臺(tái)日本松下電工bfv7037fp（3.7kw）變頻器，拖動(dòng)3.7kw電動(dòng)機(jī)。安裝完畢通電試機(jī)。按下起動(dòng)按鈕，操作面板顯示屏顯示的頻率由低向高變化，可是電動(dòng)機(jī)卻不轉(zhuǎn)，只是在不停地顫抖，同時(shí)伴隨著很大的噪聲，并顯示過載。
故障分析
根據(jù)現(xiàn)象判斷，一是外電路有問題，二是參數(shù)設(shè)置有問題（因變頻器是新機(jī)不會(huì)有硬件問題）。停機(jī)檢查主電路與控制電路，將接線端子重新連接旋緊，開機(jī)再試，仍不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
按操作面板上的功能鍵“set”，把顯示屏切換到顯示輸出電流，再次起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，顯
示過。檢查電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)帶松緊適度，用手盤動(dòng)帶輪也不覺得沉重，這時(shí)才考慮到變頻器的功能參數(shù)是否設(shè)置不當(dāng)。
故障排除
該變頻器有71種功能碼，與電動(dòng)機(jī)起動(dòng)有關(guān)的參數(shù)為“加速時(shí)間”和 “轉(zhuǎn)矩提升水平”。如果這兩個(gè)參數(shù)的設(shè)置與電動(dòng)機(jī)的負(fù)載特性不匹配，就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)。加速時(shí)間設(shè)置過短、轉(zhuǎn)矩提升水平設(shè)置過大，都可能引起變頻器電流過大。按變頻器
“mode”鍵進(jìn)入功能設(shè)定模式，將p01=2s（第一加速時(shí)間）修改為p01=6s；p05=20（轉(zhuǎn)矩提升水平）修改為p05=8。設(shè)置完畢，將顯示屏設(shè)為主顯示方式。按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、運(yùn)行正常，輸出電流顯示在4.8a左右。
總結(jié)
該變頻器故障是加速時(shí)間設(shè)置太短和轉(zhuǎn)矩提升水平選得太大（p05=20是該變頻器的最大轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償）造成的。轉(zhuǎn)矩提升具有兩重性，當(dāng)變頻器的轉(zhuǎn)矩不足，電動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)時(shí)，適當(dāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩提升，可以使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)；如果補(bǔ)償過頭，造成電動(dòng)機(jī)過大的無功電流，因無功電流形不成轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)不轉(zhuǎn)，變頻器因電流過大報(bào)過電流。
-案例6-
有一回轉(zhuǎn)窯改造項(xiàng)目，原用55kw電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，因回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)溫度較高，熱膨脹系數(shù)較大，窯體變形嚴(yán)重，使起動(dòng)及工作電流增大，電動(dòng)機(jī)經(jīng)常堵轉(zhuǎn)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。改造時(shí)考慮到原電動(dòng)機(jī)的功率不足，選擇90kw、6極電動(dòng)機(jī)，選擇惠豐hf-g7-90t3型90kw通用變頻器，該變頻器額定電流180a。在試車運(yùn)行中頻繁跳“oc”過電流，過電流值高達(dá)330a，使生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。
故障分析
根據(jù)電動(dòng)機(jī)經(jīng)常堵轉(zhuǎn)，其瞬時(shí)功率已經(jīng)大于110kw（因電動(dòng)機(jī)的過載能力
為2倍），即選擇90kw變頻器容量不夠。后通過論證，選擇160lw變頻器，該變頻器額定電流320a，過載能力為1.5～1.8倍，過載極限電流為480～570a。更換變頻器后工作正常，再?zèng)]有出現(xiàn)過電流跳閘現(xiàn)象。
故障總結(jié)
該案例最后選擇變頻器的額定容量電流等于電動(dòng)機(jī)的最大過電流值，即320a≈330a。該設(shè)備是摩擦性負(fù)載，這類負(fù)載可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：變頻器容量是電動(dòng)機(jī)容量的 1.5～2倍的范圍內(nèi)選取。
在要求長(zhǎng)期工作而不跳閘的場(chǎng)合，變頻器的容量應(yīng)按最大負(fù)載瞬時(shí)電流選取，以保證變
頻器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作；變頻器工作中偶爾跳閘對(duì)生產(chǎn)影響不大的場(chǎng)合，其容量可以按變頻器的過載極限電流等于電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)最大電流選取。
-案例7-
一臺(tái)110kw富士水泵專用變頻器，拖動(dòng)一臺(tái)110kw水泵電動(dòng)機(jī)，泵房距離變頻器200m，變頻器和電動(dòng)機(jī)采用三相屏蔽電纜連接。工作中變頻器經(jīng)常報(bào)過電流跳閘。
故障分析
檢查變頻器的顯示電流，超過了電動(dòng)機(jī)的額定電流，檢查電動(dòng)機(jī)的溫升，在正常范圍之內(nèi)。懷疑是電纜太長(zhǎng)，其分布電容產(chǎn)生的漏電流所致。電纜電路如下圖所示，在三條相線中，互相存在分布電容，該電容的大小和電纜的長(zhǎng)度成正比。因?yàn)樽冾l器輸出的是pwm脈寬調(diào)制波，頻率在3khz以上，使分布電容的容抗減小，分布電容的電流和頻率的關(guān)系為：
xc=1/2πfc，ic=uc/xc
由公式可見，降低電源的頻率和減小電容的電容量，都可以減小相線之間的漏電流。
為了確定是否電纜中出現(xiàn)了漏電流，將電動(dòng)機(jī)拆掉，空試電纜，變頻器顯示很大的輸出
電流，看來電纜中確實(shí)具有較大的漏電流。
故障處理
因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和變頻器之間的距離不能改變，也就是電纜的分布電容不能改變。在變頻器的輸出端增加了一臺(tái)交流電抗器（見下圖），濾除了pwm高次諧波，使相線電流變?yōu)楣ゎl電流，變頻器過電流跳閘現(xiàn)象消失。
-案例8-
一臺(tái)富士fr5000g11s、11kw變頻器拖動(dòng)一臺(tái)y2-132s-6、7.5kw電動(dòng)機(jī)，投入運(yùn)行時(shí)，頻繁過電流跳閘，顯示“oc”。經(jīng)測(cè)定該電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流達(dá)到50a。
故障檢查
因?yàn)槭切掳惭b系統(tǒng)，變頻器、電動(dòng)機(jī)損壞的可能性很小?，F(xiàn)場(chǎng)檢查機(jī)械部分是否卡死，盤車輕松，無堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查電纜及電動(dòng)機(jī)，無短路故障。后參考變頻器使用說明書，檢查變頻器的設(shè)置參數(shù)。經(jīng)檢查，變頻器的頻率控制特性線設(shè)置為頻率正向偏置3hz。
該電動(dòng)機(jī)為6極，額定轉(zhuǎn)速為970r/min， 轉(zhuǎn)速差為30r/min，轉(zhuǎn)差頻率為30p/60=30 ×3/60=1.5hz。變頻器的頻率偏置是轉(zhuǎn)差頻率的2倍（3hz/1.5hz=2）。
因電動(dòng)機(jī)的定子電流和變頻器的轉(zhuǎn)速差成正比，當(dāng)電動(dòng)機(jī)突然加上兩倍的額定轉(zhuǎn)速差時(shí)，定子電流也為額定電流的兩倍，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子還沒來得及轉(zhuǎn)動(dòng)，變頻器已形成過電流跳閘。
故障排除
總結(jié)
參數(shù)設(shè)置不合理也可以造成變頻器過電流。這就提示我們，在變頻器調(diào)整時(shí)，如果出現(xiàn)了過電流現(xiàn)象，因設(shè)備都是新的，自身故障可能性很小，除了檢查電動(dòng)機(jī)等外負(fù)載之外，還要檢查一下變頻器的參數(shù)設(shè)置。
-案例9-
某鋼廠采用abb acs800/220kw變頻器，驅(qū)動(dòng)一臺(tái)160kw、4極電動(dòng)機(jī)，用于一小型軋機(jī)。變頻器采用矢量控制，用數(shù)字旋轉(zhuǎn)編碼器組成速度閉環(huán)。有一天開機(jī)啟動(dòng)就出現(xiàn)過電流跳閘。
故障檢查
該機(jī)啟動(dòng)就報(bào)過電流，因?yàn)檐堜撨€沒有開始，過電流和負(fù)載無關(guān)。原因在電動(dòng)機(jī)。用電流卡表測(cè)量輸出電流，超過400a，過電流不是誤報(bào)。
該機(jī)采用矢量閉環(huán)控制，通過編碼器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)的后軸上，與電動(dòng)機(jī)同速轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)速信號(hào)通過電纜回傳到變頻器，進(jìn)行速度轉(zhuǎn)矩控制。編碼器連接見下圖所示。當(dāng)編碼損壞，沒有了速度反饋信號(hào)，變頻器輸出電流會(huì)大幅度上升，引起過電流跳閘。通過外觀觀察，編碼器損壞。
故障維修
更換一只新的同型號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器，過電流故障排除。
總結(jié)
當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器損壞出現(xiàn)反饋脈沖丟失現(xiàn)象時(shí)，脈沖反饋到變頻器的比較器，反饋脈沖低于目標(biāo)給定脈沖，比較器輸出正的誤差信號(hào)，變頻器輸出電流增大，使電動(dòng)機(jī)提速，其結(jié)果是變頻器過電流跳閘。這也是一條經(jīng)驗(yàn)：變頻器矢量閉環(huán)應(yīng)用，旋轉(zhuǎn)編碼器損壞會(huì)造成變頻器過電流跳閘。
-案例10-
一臺(tái)丹弗斯vltfc360-37kw變頻器，驅(qū)動(dòng)水泵工作。該機(jī)為新安裝變頻器，剛應(yīng)用兩個(gè)月，一天早晨剛一啟動(dòng)出現(xiàn)放電聲音，隨后出現(xiàn)焦糊味，變頻器停機(jī)黑屏，已經(jīng)燒毀。
故障分析
新變頻器，工作狀態(tài)良好，三相輸入電壓正常，為什么早晨一起動(dòng)就瞬間燒毀呢？該變頻器在北方應(yīng)用，冬天晚上室外氣溫已經(jīng)降到零下20℃，車間因?yàn)橥砩喜还ぷ?，溫度較低，早晨上班時(shí)室內(nèi)溫度快速上升，變頻器的模塊出現(xiàn)溫差結(jié)露，通電時(shí)因?yàn)榻Y(jié)露短路，造成模塊電極對(duì)地放電損壞。下圖是丹弗斯變頻器結(jié)構(gòu)圖，后背金屬散熱器因?yàn)榻Y(jié)露，使模塊和散熱器失去絕緣而放電擊穿。
結(jié)論
結(jié)露現(xiàn)象是電子電器在應(yīng)用中需要注意的問題。在北方的冬季，設(shè)備從室外進(jìn)到室內(nèi)，不要馬上通電試機(jī)，要等到設(shè)備和室內(nèi)溫度平衡后再通電開機(jī)，防止結(jié)露造成設(shè)備器件損壞。