变频器功能解析－－变频器的保护和显示功

4 变频器的跳闸及其防止
变频器在发生故障后，为了防止事态的进一步扩大，保护好电动机和变频器自身，必须跳闸。但变频器跳闸意味着整个拖动系统停止工作，将导致工业生产中发生重大经济损失。因此，变频器在运行过程中，又必须尽量避免不必要的跳闸。
4.1 变频器的自处理功能
自处理功能是当变频器对于部分过电流或过电压故障，采取先自行处理的方式来避免跳闸。
4.1.1 加速过程中的自处理
一方面，加速时间预置得太短，容易因过电流而跳闸。另一方面，加速时间太长，又会影响劳动生产率。况且，生产机械的工况也时有变化，这给用户在预置“加速时间”时带来了困难:难以迅速地预置的恰到好处。
变频器在加速过程中出现过电流时, 可以不必跳闸, 而起动“防止跳闸”程序(也叫自处理程序)。具体方法是:
如果在加速过程中, 电流超过了预置的上限值ih(即加速电流的最大允许值), 变频器的输出频率将不再增加, 暂缓加速, 待电流下降到上限值以下后再继续加速, 如图10所示。

图10 加速防止跳闸

因为自处理功能是为了避免跳闸而设置的，所以，在许多说明书中，常常把这种功能称为“防失速”功能。
4.1.2 减速过程中的自处理
和加速过程相仿，对于某些加、减速比较频繁的生产机械来说，减速时间太长，会影响劳动生产率;而对于惯性较大的负载，如果减速时间预置得过短，会因拖动系统的动能释放得太快而引起直流回路的过电压。
为此，变频器设置了减速过电压的自处理功能。如果在减速过程中，直流电压超过了上限值udh，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速，如图11所示。

图11 减速防止跳闸

4.1.3 运行过程中的自处理
当在运行过程中，电流超过了上限值ih，但电流变化率并不很大，如图12(a)所示时，变频器也可以不必跳闸，而是暂时把输出频率降低至，如图12中之所示。由于在频率下降的同时，电压也要下降，使电流有所下降。待电流低于ih时，变频器的输出频率再回复至原来的运行频率，如图12(b)所示，从而达到了防止跳闸的目的。但频率的下降幅度不宜过大，故有的变频器在频率下降后，如果电流并未回复到以下的话，还可以进一步降低电压，直至恢复正常为止。

图12 运行过程中防止跳闸

4.2 变频器的重合闸功能
重合闸功能是指变频器因某种原因而跳闸后，允许自动重新合闸的功能。
4.2.1 瞬时断电后的重合闸功能
瞬时断电的含义是电源电压由于某种原因突然下降为0v, 但很快又恢复, 停电的时间t0很短, 如图13(a)所示。

图13 瞬时断电

(1) 断电后变频器各部分的电压变化
变频器内，主要有三种电源:
l 主电路的直流电压
在刚断电瞬间，逆变电路还在工作，故电压下降较快，设主电路直流电压从额定状态的下降至下限值(欠压保护的动作电压)所需时间为, 如图6~13(b)所示。
l 控制电路的直流电压
l 逆变管驱动电路的电压
一方面, igbt管是电压控制器件, 驱动电流十分微小, 短时间内电压的下降有限; 另一方面, 驱动电路对电压的要求也不十分严格。所以, 对于瞬时停电来说, 可以不予考虑。
(2) 变频器对瞬时断电的处理方法
变频器将根据断电时间的不同，分别处理如下:
l 当＜时，变频器可以不予理会，犹如没有发生过断电一样。
l 当＜＜时，由于控制回路的电压尚未下降，故变频器因欠电压而跳闸后允许重合闸。
l 当＞时，由于变频器内的控制系统已经不能再保持正常工作，变频器跳闸后将不允许重合闸。
4.2.2 故障跳闸后的重合闸功能
重合闸功能的主要作用是:
(1) 避免误动作
变频器的保护环节十分齐全, 内部的运算速度也很快，能够实现可靠保护。但灵敏度的提高, 又容易受到外部信号的干扰, 存在着误动作的可能。为此, 变频器因故障而跳闸后, 可以自动地重新合闸一次或多次, 以避免不必要的停机。

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