变频器在路电压的测量

    当变频器出现过电压、欠电压、断相、电动机转动无力等故障，都可以通过测量变频器的在路电压进行鉴别。变频器的在路电压测量不用对变频器进行分解，简单方便，是排除上述故障的一种行之有效的方法。    ①变频器的主电路结构。图2-16是低压变频器主电路结构图。
    图2-16    低压变频器主电路结构    该电路是典型的低压变频器拓扑结构，它由整流滤波、制动和逆变三大部分组成。    a．整流滤波电路。整流电路由VD1～VD6共6只二极管组成三相全波整流电路，将三相交流电整流为直流电。直流电的最大值ud为线电压的幅值，即ud=√2×380V= 537V，其平均值在515V左右，整流后的电压电流波形如图2-17所示。
    图2-17    整流后的电压电流波形    图2-16中C1、C2是滤波电容，RL是变频器启动限流电阻，S是RL短路继电器。S和RL工作过程为：当变频器启动时，因电容的初始电压为零，当电源接通的瞬间，如果380V电压直接加到电容上，电容的瞬间充电电流非常大，有可能损坏整流二极管。为了限制启动充电电流，在启动的瞬间，接入限流电阻RL，当电容上电压达到正常值，S闭合，RL被短路。即RL使在启动时瞬间接通，同来保护整流二极管。    b．制动电路。VTB是制动开关器件，当电动机向变频器产生回馈电能，使直流母线上电压升高，当达到700V以上，VTB导通，电流通过制动电阻，电动机的回馈电能被制动电阻所消耗，电动机得到制动转矩。    VTB工作特点为：直流母线上电压达到700V以上导通，低于700V关断，在正常电压下始终是关断，不影响变频器正常工作。    c．逆变电路。逆变电路是将515V直流电压逆变为三相交流电压。通过逆变管VT1～VT6交替开关工作，将直流电压变为等高不等宽的脉冲电压，由于这些电压的包络线为正弦交流电，即加到电动机上则等效为正弦交流电。根据变频器的U/f工作原理，频率下降时，电压下降，频率上升时，电压上升，所以变频器的输出电压是随着频率的变化而变化的。    ②变频器欠电压、过电压的测量。当变频器报欠电压、断相、过电压等故障时，我们可以通过电压测量，查出故障所在。    a．变频器报欠电压、断相。将变频器的三相接线端子的护罩卸掉，变频器接通电源，将指针式（47型）万用表打到交流500V，分别测量三相接线端子之间的电压，应为S-T、S-R、T-R之间的电压都为380V，如果低于340V，则为欠电压；如果有两个端子之间的电压为0，则为断相。    当380V电压正常，电路报欠电压，用电压表的直流1000V挡测量直流母线（P-N之间电压）上电压。直流母线在接线端子排上有相应的端子桩，如图2-18所示。
    图2-18    变频器接线端子    先空载测量：该电压空载在500V以上，应视为正常。负载测量：启动变频器，给变频器加上负载，如果该电压明显下降，低于450V，则变频器背部整流管有一只损坏，造成变频器内部整流断相。如果负载和空载电压差别不大，则为变频器内部检测电路有问题，产生误报。    b．变频器报过电压、电动机工作异常电压测量    ·变频器报过电压。当变频器报过电压跳闸，为了判断变频器是否真的过电压，最简单可靠的方法就是测量直流母线上的电压。如果测量直流母线上电压确实达到了过电压值，为变频器实报；如测量电压没有达到过电压值，则为变频器误报。变频器误报的原因多为变频器的取样检测电路有问题。    测量直流母线电压的方法是将47型万用表打到1000V直流挡，测量直流母线两端电压，一般变频器的过电电压报警值都设在700～780V之间，当测量值在此范围内，说明变频器确实产生了过电压故障。如果电压在540～700V以下，处于正常范围，则是变频器的电压检测电路误报。变频器产生误报是直流母线电压超过了540v，但还没有达到过电压报警的设定值而产生报警的现象。    关于变频器的过电压问题，如果没有回馈电能，一般电压不会超过540V，超过了此值，多为变频器产生了回馈电能。在有些场合，变频器产生回馈电能的原因不明显，可将电压表较长时间接入，监视直流母线上的电压，观察电压在什么时候升高，和负载的运行状况有无对应关系等，以确定产生过电压的根源。    ·电动机工作异常。电动机如果出现工作无力、声音增大，首先进行变频器输出电压的测量。因为输出电压和输出频率成正比，电压不是一个确定的值，但三相电压是平衡的。所以测量输出电压，实际上是测量三相电压是否平衡或断相。变频器输出电压不平衡，主要是某个开关桥臂开关不良或损坏，造成输出电压断相或不平衡。    如果变频器的三相输出电压平衡又不断相，原因在电动机本身。