1 引言

變頻器具有顯著節(jié)能效果,已在煤炭企業(yè)推廣和應(yīng)用。但是在實(shí)際生產(chǎn)中,因為變頻器過流過載造成跳閘的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,又由于一線的機(jī)電技術(shù)操作人員對其了解不深,維修不及時,影響到煤炭生產(chǎn)的正常進(jìn)行。所以,對其進(jìn)行理論綜合分析并提出解決方案,對提高煤炭生產(chǎn)能力,降低事故率具有實(shí)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(yùn)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(diǎn)：①第一次跳閘有可能在運(yùn)行過程中發(fā)生,但如復(fù)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(shù)變頻器已經(jīng)能夠進(jìn)行保護(hù)跳閘,而不會損壞。由于保護(hù)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(fù)位后再起動前,可在輸入側(cè)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(jīng)短路或接地;第二步,要判斷是在變頻器內(nèi)部短路,還是在外部短路。應(yīng)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(nèi)部短路；如不再跳閘,則說明是變頻器外部短路,應(yīng)檢查從變頻器到電動機(jī)之間的線路,以及電動機(jī)本身。

2. 2 輕載過電流

負(fù)載很輕,卻又過電流跳閘,這是變頻調(diào)速所特有的現(xiàn)象。在V/ F 控制模式下,存在著一個十分突出的問題:即在運(yùn)行過程中,電動機(jī)磁路系統(tǒng)的不穩(wěn)定。其基本原因在于:低頻運(yùn)行時,為了能帶動較重的負(fù)載,常常需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(即提高U/ f 比,也叫轉(zhuǎn)矩提升) 。導(dǎo)致電動機(jī)磁路的飽和程度隨負(fù)載的輕重而變化。這種由電動機(jī)磁路飽和引起的過電流跳閘,主要發(fā)生在低頻、輕載的情況下。解決方法:反復(fù)調(diào)整U/ f比。

2. 3 重載過電流

1) 故障現(xiàn)象:有些生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中負(fù)荷突然加重,甚至“卡住”,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速因帶不動而大幅下降,電流急劇增加,過載保護(hù)來不及動作,導(dǎo)致過電流跳閘。

2) 解決方法: ①首先了解機(jī)械本身是否有故障,如果有故障,則修理機(jī)器; ②如果這種過載屬于生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象,則首先考慮能否加大電動機(jī)和負(fù)載之間的傳動比。適當(dāng)加大傳動比,可減輕電動機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩,避免出現(xiàn)帶不動的情況。如無法加大傳動比,則應(yīng)考慮增大電動機(jī)和變頻器的容量。

2. 4 升速或降速中過電流

這種現(xiàn)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(chǎn)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(zhǔn)確預(yù)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(shè)置了自處理(防失速) 功能。當(dāng)升(降) 電流超過預(yù)置的上限電流時,將暫停升(降) 速,待電流降至設(shè)定值以下時,再繼續(xù)升(降)速。

3 過載跳閘及原因分析

電動機(jī)能夠旋轉(zhuǎn),但運(yùn)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(jī)械負(fù)荷過重,其主要特征是電動機(jī)發(fā)熱,可從顯示屏上讀取運(yùn)行電流來發(fā)現(xiàn);

2) 三相電壓不平衡,引起某相的運(yùn)行電流過大,導(dǎo)致過載跳閘,其特點(diǎn)是電動機(jī)發(fā)熱不均衡,從顯示屏上讀取運(yùn)行電流時不一定能發(fā)現(xiàn)(因顯示屏只顯示一相電流) ;

3) 誤動作,變頻器內(nèi)部的電流檢測部分發(fā)生故障,檢測出的電流信號偏大,導(dǎo)致跳閘。

3. 2 檢查方法

1) 檢查電動機(jī)是否發(fā)熱,如果電動機(jī)的溫升不高,則首先應(yīng)檢查變頻器的電子熱保護(hù)功能預(yù)置得是否合理,如變頻器尚有余量,則應(yīng)放寬電子熱保護(hù)功能的預(yù)置值。

如果電動機(jī)的溫升過高,而所出現(xiàn)的過載又屬于正常過載,則說明是電動機(jī)的負(fù)荷過重。這時,應(yīng)考慮能否適當(dāng)加大傳動比,以減輕電動機(jī)軸上的負(fù)荷。如能夠加大,則加大傳動比。如果傳動比無法加大,則應(yīng)加大電動機(jī)的容量。

2) 檢查電動機(jī)側(cè)三相電壓是否平衡,如果電動機(jī)側(cè)的三相電壓不平衡,則應(yīng)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(nèi)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(jī)之間的線路上,應(yīng)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(jī)之間有接觸器或其它電器,則還應(yīng)檢查有關(guān)電器的接線端是否都已擰緊,以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。

如果電動機(jī)側(cè)三相電壓平衡,則應(yīng)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(fù)載,則說明原來預(yù)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(fù)載了,則應(yīng)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(yīng)采用矢量控制方式。

4 結(jié)論

變頻器在煤礦應(yīng)用剛剛起步,但由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境相對于其它行業(yè)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(yīng)認(rèn)真仔細(xì)操作,制定專門的《變頻器操作規(guī)程》予以指導(dǎo),才會從根本上杜絕或減少變頻器發(fā)生事故。(end)