变频器的主要保护功能.docVIP

变频器的主要保护功能

PAGE

PAGE3

变频器的主要保护功能

变频器的主要保护功能

张燕宾

1?变频器的过载保护功能

???过载保护功能是保护电动机过载的。从根本上说，对电动机进行过载保护的目的，是使电动机不因过热而烧坏。因此，进行保护的主要依据便是电动机的温升不应超过其额定值。

1.1?发热保护的反时限特性

???电动机的热保护功能具有反时限特性。即电动机的过载电流越大，允许过载的时间越短，保护动作的时间也越短。

???例如，当运行电流为额定电流的105%时，可维持5.8min后才进行保护跳闸；当运行电流为额定电流的150%时，运行1min就需进行保护跳闸；而当运行电流为额定电流的180%时，允许的持续运行时间只有36s（0.6min），如图1所示。?

图1?过载保护的反时限特性

1.2?温升与频率的关系

(1)?电动机的发热与频率的关系

???电动机在低频运行时，由于散热情况变差，故发热比较严重。即使在IM=100%IMN的情况下，其稳定温升也会超过电动机的允许温升。?

图2?低频时的发热曲线

(2)?温升曲线

???例如，在图2中，当频率?X=50Hz、IM=100%IMN时，其温升曲线为曲线①；而当频率fX=20Hz、IM=100%IMN时，其温升曲线为曲线②。允许运行的时间将缩短为t’。

1.3??变频器的电子热保护功能

(1)?电子热保护的特点

???根据电动机发热的上述规律，所有的变频器都配置了电子热保护功能，其热保护曲线如图3所示。主要特点有：

???①?具有反时限特性；

???②?在不同的运行频率下有不同的保护曲线，如图3所示：当频率为50Hz、运行电流为150%IMN时，允许连续运行的时间较长，为t1；当频率为20Hz时，允许连续运行的时间缩短为t2；而当频率为10Hz时，允许连续运行的时间进一步缩短为t3。可见，频率越低，允许连续运行的时间越短。?

图3?电子热保护曲线

(2)?电子热保护功能的预置

???在实际应用中，变频器的容量和电动机容量之间的配用情况不是固定的。例如，对于长期不变的负载，一台55kVA的变频器配用的电动机应该是37kW。但对于变动负载、断续负载

图4?加速过电流的自处理功能

(3)?不同变频器对相关功能的称谓

???加速中过电流失速防止准位设定、加速时电流基准值、加速中防止失速电平、加速中防止失速极限。

英文名称有：referencecurrentforacceleration、stallPaccelerationselection、stallPaccelerationlevel。

2.2?运行过电流的自处理功能

???在拖动系统中，运行过电流主要有两种情况：

(1)?正常过载

???例如，当电动机拖动变动负载、断续负载或短时负载时，只要电动机的温升不超过额定值，短时间的过载是允许的。而这短时间的过载，有可能导致变频器的过电流。

(2)?非正常过载

???这主要发生在生产机械本身发生故障，或因保养不当，润滑系统干涸等原因，导致电动机负荷加重。

(3)?变频器对运行过电流的自处理功能

???变频器在运行过程中出现过电流时，其自处理方法是：当电流超过设定值Iset时，变频器首先将工作频率适当降低，到电流低于设定值Iset时，工作频率再逐渐恢复，如图5所示。?

图5?运行过电流的自处理功能

(4)?不同变频器对相关功能的称谓

???选择运行中防止失速功能、运行中防止失速电平、电流限幅功能、电流限幅动作水平、失速过流点、运转中过电流失速防止准位设定。

英文名称有：stallPrunselection、stallPrunlevel、maximumoutputcurrent、currentlimit。

2.3?减速过电压的自处理功能

(1)?变频调速系统的减速过程

???变频调速系统是通过降低频率来减速的。正常运行时，电动机的实际转速总是低于同步转速的，设为1440r/min。这时，转子绕组以转差Δn反方向（与旋转磁场方向相反）切割旋转磁场，转子电流和转子绕组所受电磁力FM的方向如图6(a)上方所示。由图知，由FM构成的电磁转矩TM的方向是和磁场的旋转方向相同的，从而带动转子旋转。

???当频率刚下降（设下降为45Hz）的瞬间，由于惯性原因，转子的转速仍为1440r/min，但旋转磁场的转速却已经下降了（例如，下降为1350r/min）。因此，转子绕组切割旋转磁场的方向、转子电动势和电流等都与原来相反，电动机变成了发电机，处于再生制动状态，如图6(a)下方所示。

从能量平衡的观点看，降速过程是拖动系统释放动能的过程，所释放的动能转换成了再生电能。再生电能由逆