电源异常对变频器的影响

    由于电源异常包括多种类型，由此造成的变频器异常和故障也有多种类型。由电源异常而造成变频器异常和故障的原因主要有以下几种：    (1)由电源波形畸变带来的控制电路误动作；    (2)因为遭受雷击或者电源变压器开闭时的浪涌电压等造成的半导体开关器件的损坏；    (3)由于电源电压不足，缺相或停电而造成的控制电路误动作。    下面我们将简单介绍一下上述故障的原因和相应的对策。    当某一电源上接有变频器或者直流电动机用的晶闸管整流器时，晶闸管在进行换流时将引起电源波形的畸变，如图7-3所示。
    图7-3    晶闸管换流造成的电源波形畸变    作为对策，当多台变频器或整流器共用同一电源时，可以采取在各个变频器或整流器的输入端分别插入交流电抗器的措施，从而达到减少电源电压波形畸变的目的。    产生浪涌电压的原因可能是因为遭受雷击或者电源变压器的开闭。这是因为，如图7-4所示，当电源变压器原边进行开闭时，在变压器的副边也会产生浪涌电压。
    图7-4    变压器原边开闭带来的副边浪涌电压    为了减轻浪涌电压的影响，在变频器内部一般都设有如图7-5a所示的浪涌吸收器。但是，对于设置在室外的传送带等设备来说，由于存在遭到雷击的可能，必须将浪涌吸收电路接为星形连接，并将中性点接地，以防止变频器出现对地电位过电压的现象。
    图7-5    浪涌电压的吸收    (a)-线间浪涌电压的吸收；(b)-对地浪涌电压的吸收    在出现停电和瞬间停电等电源异常时，供电电源线上的过渡状态将会出现缺相，电压过低，不平衡电压等现象。为了防止变频器在这些情况下出现异常或故障，除了在进行变频器的设计时应采取各种必要的措施之外，在变频器的应用系统中也同样应该采取必要的措施。    在PWM方式的通用变频器中，由于通常控制电路的直流电压是由直流中间电路的电压源提供，即使在供电电源出现缺相和不平衡电压的情况时，控制电路将仍能正常工作，而只有当主电路的电压降至变频器电压不足的保护值时，变频器才停止工作。    而另一方面，对于采用了晶闸管整流电路的电流型或电压型变频器来说，由于整流电路的门极脉冲是通过与电网电源的线电压同步进行相位控制的，在出现缺相或电压不平衡时门极脉冲的相位可能有较大变化，造成过电流，并烧断保险丝和烧毁晶闸管。因此，在这类变频器中，当整流电路工作在电力回馈区域并且检测到电压不足或缺相时，采取将门极脉冲移位的措施来抑制电流或者采用增加变频器输出频率的方式使其脱离电力回馈区域，以达到抑制整流电路电流增加的目的。    此外，在采用了变频器的交流拖动系统中利用变频器的瞬间停电恢复功能时，不但需要考虑变频器本身的动作，还必须考虑变频器与上位的PLC以及各种继电器等周边设备的配合，被驱动对象的动作情况等因素，所以在进行系统设计时必须格外小心，才能够保证系统在发生电源异常情况后仍然能够正常工作。