-案例1-

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，變頻器的電流很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定值，不會造成過電流跳閘。但葉輪卡住電動機(jī)堵轉(zhuǎn)，電流會很大。如是葉輪卡住頻率上升不到16Hz就會跳閘，所以過電流跳閘另有原因。電動機(jī)繞組短路的可能性最大。

故障處理

斷開電動機(jī)，變頻器空載運(yùn)行正常（該變頻器可以空載運(yùn)行），再接入電動機(jī)，仍然在16Hz左右出現(xiàn)過電流跳閘。換一臺電動機(jī)，運(yùn)行正常，說明過電流是電動機(jī)故障。將電動機(jī)分解，發(fā)現(xiàn)電動機(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，主要原因一是電動機(jī)堵轉(zhuǎn)。二是電動機(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75kW施耐德變頻器拖動一臺75kW電動機(jī)。變頻器起動過程中跳“OCF”，不能工作。

故障分析

該機(jī)負(fù)載為機(jī)械傳動，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、 電動機(jī)繞組短路。電動機(jī)為舊電機(jī)，繞組短路的可能性大。

故障處理

將電動機(jī)接線斷開，重新起動，變頻器工作正常。測量電動機(jī)繞組電阻，沒有短路現(xiàn)象。后將電動機(jī)又接回變頻器，仍然跳 “OCF”。

將電動機(jī)分解，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)繞組有短路燒痕，判斷為電動機(jī)匝間短路。因?yàn)殡妱訖C(jī)為工作多年的老電動機(jī)，絕緣程度大大下降，變頻器的輸出波形又為PWM波，造成電動機(jī)匝間局部短路。重新?lián)Q一臺電動機(jī)，故障排除。

總結(jié)

因?yàn)闇y量電動機(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，而該電動機(jī)的正常繞組電阻小于1Ω，所以用萬用表是測不出來的。一般檢查電動機(jī)的直流電阻要用交流電橋。

在設(shè)備改造時，要注意老電動機(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機(jī)或新的電動機(jī)。

-案例3-

料漿泵選用富士FRN90P9S-4CE變頻器，額定電流176A；配用90kW電動機(jī)，額定電流164A。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，頻率約在12Hz時電動機(jī)堵轉(zhuǎn)，隨后變頻器過電流跳閘。復(fù)位后重新起動，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，出口存有初始壓力，當(dāng)變頻器輸出頻率上升到12Hz時，初始壓力最大，造成電動機(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)矩自動提升功能，它根據(jù)變頻器的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩，自動提升補(bǔ)償，將轉(zhuǎn)矩提升碼改為0.0，選擇轉(zhuǎn)矩自動提升模式，電動機(jī)起動正常。

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)槠饎愚D(zhuǎn)矩

小，在一些特殊場合，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電動機(jī)ꎬ 選用美國A-B公司1336S-B250HP變頻器驅(qū)動。空載試車時起動運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但下料后再起動時，頻率上升到10z左右，電動機(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)窯帶物料起動時，因物料的偏轉(zhuǎn)角隨著旋轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動逐漸增大(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，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U為380V，起動成功。但完成起動后變頻器進(jìn)入恒功率運(yùn)行，因電動機(jī)磁通過大導(dǎo)致電動機(jī)鐵心飽和發(fā)熱，20Hz時電流高達(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�；�本U/f線是按電動機(jī)的最佳工作狀態(tài)設(shè)置的，理論上一般不做改動。低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償線實(shí)際上是電動機(jī)的臨時工作線，電動機(jī)起動之后，是不工作在補(bǔ)償線上的。如果修改了電動機(jī)工作點(diǎn)處的U/f線，特別是向提升的方向修改，那么電動機(jī)工作中就會出現(xiàn)過熱、過電流等不正常現(xiàn)象。該設(shè)備應(yīng)選用矢量變頻器。

-案例5-

一臺日本松下電工BFV7037FP（3.7kW）變頻器，拖動3.7kW電動機(jī)。安裝完畢通電試機(jī)。按下起動按鈕，操作面板顯示屏顯示的頻率由低向高變化，可是電動機(jī)卻不轉(zhuǎn)，只是在不停地顫抖，同時伴隨著很大的噪聲，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，再次起動電動機(jī)，顯

示過。檢查電動機(jī)的傳動帶松緊適度，用手盤動帶輪也不覺得沉重，這時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，與電動機(jī)起動有關(guān)的參數(shù)為“加速時間”和 “轉(zhuǎn)矩提升水平”。如果這兩個參數(shù)的設(shè)置與電動機(jī)的負(fù)載特性不匹配，就會造成電動機(jī)無法起動。加速時間設(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。按下起動按鈕，電動機(jī)起動、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，電動機(jī)無法起動時，適當(dāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩提升，可以使電動機(jī)正常起動；如果補(bǔ)償過頭，造成電動機(jī)過大的無功電流，因無功電流形不成轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)抖動不轉(zhuǎn)，變頻器因電流過大報過電流。

-案例6-

有一回轉(zhuǎn)窯改造項(xiàng)目，原用55kW電動機(jī)驅(qū)動，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，使起動及工作電流增大，電動機(jī)經(jīng)常堵轉(zhuǎn)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。改造時考慮到原電動機(jī)的功率不足，選擇90kW、6極電動機(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)電動機(jī)經(jīng)常堵轉(zhuǎn)，其瞬時功率已經(jīng)大于110kW（因電動機(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，再沒有出現(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：變頻器容量是電動機(jī)容量的 1.5～2倍的范圍內(nèi)選取。

在要求長期工作而不跳閘的場合，變頻器的容量應(yīng)按最大負(fù)載瞬時電流選取，以保證變

頻器長期穩(wěn)定工作；變頻器工作中偶爾跳閘對生產(chǎn)影響不大的場合，其容量可以按變頻器的過載極限電流等于電動機(jī)的瞬時最大電流選取。

-案例7-

一臺110kW富士水泵專用變頻器，拖動一臺110kW水泵電動機(jī)，泵房距離變頻器200m，變頻器和電動機(jī)采用三相屏蔽電纜連接。工作中變頻器經(jīng)常報過電流跳閘。

故障分析

檢查變頻器的顯示電流，超過了電動機(jī)的額定電流，檢查電動機(jī)的溫升，在正常范圍之內(nèi)。懷疑是電纜太長，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)殡妱訖C(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-

一臺富士FR5000G11S、11kW變頻器拖動一臺Y2-132S-6、7.5kW電動機(jī)，投入運(yùn)行時，頻繁過電流跳閘，顯示“OC”。經(jīng)測定該電動機(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、電動機(jī)損壞的可能性很小�，F(xiàn)場檢查機(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）。

因電動機(jī)的定子電流和變頻器的轉(zhuǎn)速差成正比，當(dāng)電動機(jī)突然加上兩倍的額定轉(zhuǎn)速差時，定子電流也為額定電流的兩倍，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子還沒來得及轉(zhuǎn)動，變頻器已形成過電流跳閘。

故障排除

如下圖所示，將頻率控制特性線原設(shè)定的3Hz正向偏置修改為出廠設(shè)置，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，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)動一臺160kW、4極電動機(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)啟動就出現(xiàn)過電流跳閘。

故障檢查

該機(jī)啟動就報過電流，因?yàn)檐堜撨�沒有開始，過電流和負(fù)載無關(guān)。原因在電動機(jī)。用電流卡表測量輸出電流，超過400A，過電流不是誤報。

該機(jī)采用矢量閉環(huán)控制，通過編碼器檢測電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，編碼器安裝在電動機(jī)的后軸上，與電動機(jī)同速轉(zhuǎn)動，將轉(zhuǎn)速信號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，變頻器輸出電流會大幅度上升，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，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，變頻器輸出電流增大，使電動機(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)編碼器損壞會造成變頻器過電流跳閘。

-案例10-

一臺丹弗斯VLTFC360-37kW變頻器，驅(qū)動水泵工作。該機(jī)為新安裝變頻器，剛應(yīng)用兩個月，一天早晨剛一啟動出現(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，通電時因?yàn)榻Y(jié)露短路，造成模塊電極對地放電損壞。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。