由于设置不当、负载的变化、外界运行条件的改变以及变频器的元器件的损坏或接触不良等因素都有可能造成变频器的故障。当变频器出现故障和非正常运行时，变频器必须有快速可靠的保护。一般通用变频器提供的保护功能包括：过电流、过载、制动电阻过载、过电压、EEPROM出错、欠电压、CPU错误、外部跳闸、瞬时电源故障、功率模块故障等。
过电流保护
当变频器的输出侧发生短路或电动机堵转时，变频器将流过很大的电流，从而造成电力半导体的损坏。为了防止过电流，变频器中设置有过电流保护电路。当电流超过某一数值时，变频器或者通过关断电力半导体器件切断输出电流，或者调整电动机的运行状态减少变频器的输出电流。例如，如果电动机的启动时间设置过短，或者转动惯量太大时，启动时常会发生过电流，这时可以重新设置启动时间。对于新一代变频器，在电流超过额定电流的一定范围内，允许变频器运行一段时间，变频器的输出频率保持不变，如图7.16所示，此时电动机的启动时间将比设定时间要长。如果启动时间设置太短，则切断变频器的输出。
变频器为了实现过电流保护，需要从变频器的硬件和软件两个方面采取措施。由于软件处理时受到采样时间以及微处理器的处理速度的限制，因此对于某些快速变化的过电流不能进行保护。这种情况下，通常采用硬件电路进行保护。例如，在主电路电力半导体器件驱动电路中包括过电流的检测和封锁驱动信号的保护电路，它不经过CPU的处理，可以实现对变频器的快速保护。当硬件保护电路动作时，它还会给CPU发出中断信号，CPU据此进行相应的处理。
过载保护
在传统的电力拖动系统中，通常采用热继电器保护电动机的电流不会超过电动机绕组发热所能容许的过电流。热继电器具有反时限特性，即电动机的过载电流愈大，容许电动机持续运行的时间愈短；而电动机的过载电流较小，则容许电动机持续运行的时间较长。
采用微处理器作为变频器的主控制单元，可以很方便地实现热继电器的反时限特性。通过检测变频器的输出电流，并和存储的保护特性所确定的电流进行比较，当变频器的输出电流大于过载保护电流时，微处理器按照反时限特性的要求进行必要的计算。在一定运行时间内，变频器继续运行；当过载持续的时间超出反时限特性所决定的时间时，变频器将停止工作；如果在容许的时间之前，过载的情况已经消失，变频器恢复正常运行。这就是前述的电子热继电器功能。
制动电阻过载保护
当制动电阻工作时间过长，再生制动电阻将停止工作，此时过电压保护电路将起作用，从而使变频器停止工作。这种保护功能仅在部分变频器中才具有。
过电压保护
当电动机减速或制动时，电动机将通过变频器的作用，将变频器输出侧的交流电变换成变频器直流侧的直流电对大滤波电容Cd充电，从而使变频器直流侧电压升高。若变频器直流侧电压超过一定数值，有可能击穿滤波电容或电力半导体器件，造成变频器损坏，严重时甚至可能殃及变频器周围设备和人员。过电压保护和过电流保护有相似之处，需要根据过电压的程度分别处理。图7. 17示出过电压保护的处理模式。当变频器的直流电压超过一定数值后，直流制动电路开始进行再生制动，电动机继续减速；当直流电压继续升高超过一定数值后，直流制动电路所消耗的能量已不足以平衡电动机减速所释放的动能，如继续减速有 可能造成直流电压的进一步升高，为此变频器将停止电动机减速。如果直流电压超过保护电压值，变频器将切断输出电流，电动机自动停车。
当减速时间设定过短时，容易发生直流过电压。适当延长制动时间可以避免大惯量负载减速时可能出现的过电压。在变频器制动过程中发生减速停止时，电动机的实际制动时间比设定的制动时间要长。
其他保护
变频器除提供以上保护外，还提供欠电压保护、CPU故障保护、电源掉电重合闸保护以及外部跳闸保护等。
当变频器的输入电压低于额定电压的75%～80%时，由于变频器不能为电动机提供足够的电磁转矩，电动机的发热严重，变频器将停止工作。
如果外部干扰使CPU或EEPROM发生非正常运行，变频器也将停止工作。
本文关键字：通用变频器 调试保养，变频技术 - 调试保养
上一篇：矢量控制变频器的调试方法
