1 引言

變頻器具有顯著節能效果,已在煤炭企業推廣和應用。但是在實際生產中,因為變頻器過流過載造成跳閘的現象經常發生,又由于一線的機電技術操作人員對其了解不深,維修不及時,影響到煤炭生產的正常進行。所以,對其進行理論綜合分析并提出解決方案,對提高煤炭生產能力,降低事故率具有實際意義。

2 過電流跳閘及原因分析

變頻器的過電流跳閘又分短路故障、運行過程中跳閘和升、降速過程中跳閘等情況。

2. 1 短路故障

1) 故障特點：①第一次跳閘有可能在運行過程中發生,但如復位后再起動,則往往一升速就跳閘; ②具有很大的沖擊電流,但大多數變頻器已經能夠進行保護跳閘,而不會損壞。由于保護跳閘十分迅速,難以觀察其電流的大小。

2) 判斷與處理:第一步,判斷是否短路。為了便于判斷,在復位后再起動前,可在輸入側接入一個電壓表。重新起動時,電位器從零開始緩慢旋動,同時,注意觀察電壓表。如果變頻器的輸出頻率剛上升就立即跳閘,且電壓表的指針有瞬間回“ 零”的跡象,則說明變頻器的輸出端已經短路或接地;第二步,要判斷是在變頻器內部短路,還是在外部短路。應將變頻器輸出端的接線脫開,再旋動電位器,使頻率上升,如仍跳閘,說明變頻器內部短路；如不再跳閘,則說明是變頻器外部短路,應檢查從變頻器到電動機之間的線路,以及電動機本身。

2. 2 輕載過電流

負載很輕,卻又過電流跳閘,這是變頻調速所特有的現象。在V/ F 控制模式下,存在著一個十分突出的問題:即在運行過程中,電動機磁路系統的不穩定。其基本原因在于:低頻運行時,為了能帶動較重的負載,常常需要進行轉矩補償(即提高U/ f 比,也叫轉矩提升) 。導致電動機磁路的飽和程度隨負載的輕重而變化。這種由電動機磁路飽和引起的過電流跳閘,主要發生在低頻、輕載的情況下。解決方法:反復調整U/ f比。

2. 3 重載過電流

1) 故障現象:有些生產機械在運行過程中負荷突然加重,甚至“卡住”,電動機的轉速因帶不動而大幅下降,電流急劇增加,過載保護來不及動作,導致過電流跳閘。

2) 解決方法: ①首先了解機械本身是否有故障,如果有故障,則修理機器; ②如果這種過載屬于生產過程中經常出現的現象,則首先考慮能否加大電動機和負載之間的傳動比。適當加大傳動比,可減輕電動機軸上的阻轉矩,避免出現帶不動的情況。如無法加大傳動比,則應考慮增大電動機和變頻器的容量。

2. 4 升速或降速中過電流

這種現象是由于升速或降速過快引起的,可采取如下措施:

1) 延長升(降) 速時間:首先了解生產工藝要求是否允許延長升(降) 速時間,如允許,則可延長升(降) 速時間;

2) 準確預置升(降) 速自處理(防失速) 功能:變頻器對于升、降速過程中的過電流,設置了自處理(防失速) 功能。當升(降) 電流超過預置的上限電流時,將暫停升(降) 速,待電流降至設定值以下時,再繼續升(降)速。

3 過載跳閘及原因分析

電動機能夠旋轉,但運行電流超過了額定值,稱為過載。過載的基本特征是:電流雖然超過了額定值,但超過的幅度不大,一般也不形成較大的沖擊電流。

3. 1 過載的主要原因

1) 機械負荷過重,其主要特征是電動機發熱,可從顯示屏上讀取運行電流來發現;

2) 三相電壓不平衡,引起某相的運行電流過大,導致過載跳閘,其特點是電動機發熱不均衡,從顯示屏上讀取運行電流時不一定能發現(因顯示屏只顯示一相電流) ;

3) 誤動作,變頻器內部的電流檢測部分發生故障,檢測出的電流信號偏大,導致跳閘。

3. 2 檢查方法

1) 檢查電動機是否發熱,如果電動機的溫升不高,則首先應檢查變頻器的電子熱保護功能預置得是否合理,如變頻器尚有余量,則應放寬電子熱保護功能的預置值。

如果電動機的溫升過高,而所出現的過載又屬于正常過載,則說明是電動機的負荷過重。這時,應考慮能否適當加大傳動比,以減輕電動機軸上的負荷。如能夠加大,則加大傳動比。如果傳動比無法加大,則應加大電動機的容量。

2) 檢查電動機側三相電壓是否平衡,如果電動機側的三相電壓不平衡,則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡,如也不平衡,則問題在變頻器內部。如變頻器輸出端的電壓平衡,則問題在從變頻器到電動機之間的線路上,應檢查所有接線端的螺釘是否都已擰緊,如果在變頻器和電動機之間有接觸器或其它電器,則還應檢查有關電器的接線端是否都已擰緊,以及觸點的接觸狀況是否良好等。

如果電動機側三相電壓平衡,則應了解跳閘時的工作頻率:如工作頻率較低,又未用矢量控制(或無矢量控制) ,則首先降低U/ f 比,如果降低后仍能帶動負載,則說明原來預置的U/ f 比過高,勵磁電流的峰值偏大,可通過降低U/ f 比來減小電流;如果降低后帶不動負載了,則應考慮加大變頻器的容量;如果變頻器具有矢量控制功能,則應采用矢量控制方式。

4 結論

變頻器在煤礦應用剛剛起步,但由于煤礦生產環境相對于其它行業較為惡劣,濕度大,有淋水,灰塵多,并且安裝條件狹窄,操作人員應認真仔細操作,制定專門的《變頻器操作規程》予以指導,才會從根本上杜絕或減少變頻器發生事故。(end)