李銀春

國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司煤制油分公司 寧夏銀川 751400

1 變頻器的基本原理和組成

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4 個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率[1]。

2 以下ABB 廠家ACS800 變頻器為例在實(shí)際應(yīng)用中，兩種控制方式的選擇及優(yōu)越性和常見(jiàn)故障的解決方案

ABB 廠家ACS800 變頻器控制的電機(jī)在低溫工作環(huán)境中工作比較嚴(yán)格，經(jīng)常有過(guò)電流、電機(jī)過(guò)溫、電機(jī)缺相、直流過(guò)電壓等故障引起的跳車，甚至溫度過(guò)高燒毀電機(jī)。為了改善這方面的缺陷，可以修改變頻器的控制方式。

2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）控制的優(yōu)越性

ABB 廠家的ACS800 變頻器，其中在大負(fù)荷設(shè)備起動(dòng)時(shí)，造成低壓母線上所掛負(fù)荷電機(jī)等跳車，可以修改控制方式。（其中，由于DTC 控制的負(fù)載能力強(qiáng)，響應(yīng)快，所以將ACS800 變頻器控制方式從標(biāo)量控制改為直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）控制）。典型的講：傳動(dòng)單元是以使電機(jī)磁通矢量按圓形旋轉(zhuǎn)的模式來(lái)控制電機(jī)磁通的。在大部分情況下，這是適用的。但當(dāng)在弱磁點(diǎn)之上操作時(shí)（弱磁點(diǎn)FWP 值典型為50 或60HZ），不可能達(dá)到100%的輸出電壓，傳動(dòng)單元的尖峰負(fù)載能力要低于全電壓時(shí)的負(fù)載能力。如果選擇六角形磁通控制，則在弱磁點(diǎn)以下，選擇圓形磁通旋轉(zhuǎn)模式；而在弱磁范圍內(nèi)則按六角形模式控制。當(dāng)頻率從FWP100%增加到120%時(shí)，應(yīng)用模式也逐漸改變。使用六角形磁通模式，能夠達(dá)到最高輸出電壓，并且尖峰負(fù)載能力要比圓形旋轉(zhuǎn)磁通模式時(shí)高，但在1·FWP1.6·FWP 的范圍內(nèi)，由于損耗增加，連續(xù)負(fù)載能力會(huì)低于圓形旋轉(zhuǎn)磁通模式[2]。

2.2 給電機(jī)植入熱敏電阻

更改控制方式后，兩種方法采集電機(jī)的實(shí)際溫度。①在靠近電機(jī)主軸的前軸出植入熱敏電阻②在電機(jī)的繞組上植入熱敏電阻。

由于變頻器傳動(dòng)控制板RMIO 用作電機(jī)溫度測(cè)量接口時(shí)是與傳感器連接的，與電機(jī)測(cè)溫不能匹配，因此通過(guò)熱敏電阻來(lái)采集電機(jī)溫度信號(hào)。將一個(gè)電機(jī)熱敏電阻（PTC）接到由傳動(dòng)單元提供的+24VDC 電壓和數(shù)字輸入DI6 之間，可以檢測(cè)電機(jī)的過(guò)溫現(xiàn)象。電機(jī)運(yùn)行于正常溫度時(shí)，該熱敏電阻的電阻值應(yīng)小于1.5Kohm（5mA 電流）。如果該熱敏電阻的電阻值超過(guò)4kohm，傳動(dòng)單元將停止電機(jī)并發(fā)出故障指示。

2.3 SCALAR 標(biāo)量控制模式適合于不能使用DTC 控制的一些特殊場(chǎng)合

在下述情況下推薦使用標(biāo)量控制：

（1）用于電機(jī)數(shù)可變的、多臺(tái)電機(jī)的場(chǎng)合。多電機(jī)傳動(dòng)：①負(fù)載不是有兩臺(tái)電機(jī)均衡負(fù)擔(dān)，②電機(jī)功率不同，或③在電機(jī)辨識(shí)之后準(zhǔn)備更換電機(jī)。

（2）當(dāng)電機(jī)的額定電流小于ACS800 變頻器額定輸出電流的1/6。

（3）傳動(dòng)單元在使用時(shí)未與電機(jī)連接；

（4）傳動(dòng)單元通過(guò)升壓變壓器驅(qū)動(dòng)中壓電機(jī)。

然而，在標(biāo)量控制模式下，傳動(dòng)單元的某些性能將無(wú)法得到。

2.4 DTC 控制模式下的說(shuō)明

熱保護(hù)基于對(duì)電機(jī)熱模型的計(jì)算。在計(jì)算時(shí)用到下列假設(shè)：

（1）ACS800通電時(shí)，電機(jī)處于估計(jì)溫度（斷電后信號(hào)保存值）。而第一次通電時(shí)，電機(jī)的溫度為環(huán)境溫度30℃。

（2）如果電機(jī)在負(fù)載曲線（用8 個(gè)參數(shù)定義的）上部區(qū)域運(yùn)行，電機(jī)溫度將升高。

（3）如果電機(jī)在負(fù)載曲線下部區(qū)域運(yùn)行，電機(jī)溫度會(huì)降低。僅適用于電機(jī)過(guò)熱的情況。

3 常見(jiàn)典型故障的告警及解決方法

3.1 DC OVERVOLT 中間電路直流電壓過(guò)高

直流過(guò)電壓跳閘極限是1.3-1.35 倍U1max（主電源電壓范圍的最大值）。檢查過(guò)電壓控制器處于開(kāi)狀態(tài)。檢查主電源的靜態(tài)或瞬態(tài)過(guò)壓。檢查制動(dòng)斬波器和電阻器。檢查減速時(shí)間，使用自由停車功能。

3.2 MOTOR PHASE 電機(jī)缺相

可能由于電機(jī)故障、電機(jī)電纜故障、熱敏繼電器故障或內(nèi)部故障引起。檢查電機(jī)和電機(jī)電纜。檢查熱敏繼電器。檢查故障功能參數(shù)，取消這個(gè)保護(hù)。

3.3 OVERCURRT 并行連接的逆變模塊的過(guò)流故障

檢查電機(jī)負(fù)載。檢查加速時(shí)間。檢查電機(jī)和電機(jī)電纜（包括相序）。檢查電機(jī)額定值，確定電機(jī)模型是正確的。

3.4 SUPPLY PHASE 中間電路直流電壓震蕩

可能由于主電源缺相、保險(xiǎn)絲熔斷或整流橋內(nèi)部故障。當(dāng)直流電壓脈動(dòng)為直流電壓的13﹪時(shí)，發(fā)生跳閘。檢查主電源熔斷器。檢查主電源是否平衡[3]。

其它關(guān)于ACS800 變頻器的控制盤基本操作、參數(shù)設(shè)置、應(yīng)用宏程序、可編程的保護(hù)功能、預(yù)設(shè)的故障保護(hù)、實(shí)際運(yùn)行信號(hào)參數(shù)、故障跟蹤等，就不依依介紹了。

4 結(jié)語(yǔ)

要處理變頻器問(wèn)題要從多方面考慮，認(rèn)知變頻器。掌握變頻器性能、把變頻器的功能發(fā)揮到最大。以上僅單單介紹了ABB 廠家ACS800 變頻器從標(biāo)量控制改為直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）控制方式后，跳車次數(shù)基本杜絕，對(duì)于電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)！