变频器（Variable-frequency Drive)过载的原因分析

一、过电流跳闸及原因分析

变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。

1、短路故障

1.1、故障特点

1.1.1、次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往往一升速就跳闸。

1.1.2、具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸（zhá)，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。

1.2、判断与处理

1.2.1、要判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可在输入侧接入一个电压表，重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“0”的迹象，则说明变频器的输出端已经短路或接地。

1.2.2、要判断是在变频器（Variable-frequency Drive)内部短路(电流不经用电器、直接连电源两极)，还是在外部短路。这时，应将变频器输出端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不再跳闸，则说明是变频器外部短路，应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。

2、轻载过电流负载很轻，却又过电流跳闸。

这是变频（frequency conversion)调速所特有的现象。在V/F控制模式下，存在着一个十分突出的问题：就是在运行过程中，电动机磁路系统的不稳定（解释:稳固安定；没有变动)。其基本原因在于：

低频运行时，为了能带动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高U/f比，也叫转矩提升）。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整U/f比。

3、重载过电流

3.1、故障现象

有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下降，电流(Electron flow)急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。

3.2解决方法

3.2.1、首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。

3.2.2、如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比？适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免出现带不动的情况。如无法加大传动比，则只有考虑增大电动机和变频（frequency conversion)器的容量了。

4、升速或降速中过电流

这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下：

4.1、延长升（降）速时间

首先了解根据生产(Produce)工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。

4.2、准确预置升（降）速自处理（防失速）功能

变频（frequency conversion)器对于升、降速过程中的过电流，设置了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预置的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。

二、过载跳闸及原因分析

电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。

过载的基本反映是：电流(Electron flow)虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流。

1、过载的主要原因

1.1、机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并可从显示屏上读取运行电流来发现。

1.2、三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其特点是电动机发热不均衡（Balance)，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流）。

1.3、误动作，变频（frequency conversion)器（Variable-frequency Drive)内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致跳闸。

2、检查方法

2.1、检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先应

检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预置值。

如果电动机的温升过高，而所出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重。这时，首先应能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比。如果传动比无法加大，则应加大电动机的容量。

2.2、检查电动机侧三相交流电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不平衡，则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部。

针对电动机过载的特点，新型的变频器都提供了具有反时限性的电子热保护装置。

①反时限特性指过载后保护动作的时间和过载电流(Electron flow)的大小成反比，保护曲线如图4-4 (a)所示。图中，横坐标是电动机的电流负荷率：

式中β-电动机的电流负荷率；

IM-电动机的运行电流，A；

IMN -电动机的额定电流，A。

纵坐标是变频器的跳闸时间tT，也就是允许运行的时间。

由图可知，当β1>1.0时：

如

β3>β2 >β1

则

t3

②保护曲线与工作频率(frequency)有关

因为工作频率越低，电动机的散热越差，故在过载程度相同的情况下，电动机运行频率越低，允许运行的时间（即跳闸时间）越短，如图4-4 (b)中的曲线①、曲线②、曲线③所示。由图可知，在电流(Electron flow)负荷率相同（都等于βx）的情况下：

如

fc

则

tC

有的变频器还具有过载预报功能，当马达电流(Electron flow)接近过载时，预先发生报警信号，避免不必要的跳闸。