变频器过压与欠压故障分析

变频器过压与欠压故障分析

变频器运行中，过压与欠压是常见的两类故障。其本质是变频器内部直流母线电压的异常波动，超越了设定的阈值。今天，我们就来拆解这两个故障，给您一份看得懂、用得上的排查指南。

一、变频器过压

过压指直流母线电压超过设定阈值，主要发生在减速制动阶段，少数情况下来自电源侧。

核心原因

1.再生制动能量积累（主要原因）

当电机因外部负载驱动，实际转速超过变频器输出频率对应的同步转速时，电机进入发电状态。产生的电能通过逆变器反送至直流母线，导致电压抬升。

典型工况：

大惯量负载（如风机、离心机）的快速减速。

位能性负载（如提升机、电梯）的下行过程。

2.电源侧电压异常

电网电压本身过高，超出变频器输入范围。

雷电或操作过电压引起的浪涌冲击。

3.制动组件失效

制动电阻未连接、阻值选型过大或已损坏。

制动单元（控制制动电阻通断的IGBT模块）故障。

处理措施

1.参数调整与优化

延长减速时间：通过增大减速时间参数，降低再生能量的产生速率，使其在变频器及外围组件的能力范围内被消耗。

启用与优化制动功能：合理设置制动使用率、直流制动电压与时间等参数，确保制动功能在需要时能及时、有效地投入。

2.加装或检查外部制动组件

制动电阻与制动单元：对于频繁制动或制动剧烈的应用，必须加装匹配的制动电阻和制动单元，为再生能量提供专用的泄放通道。

能量回馈单元：对于大功率且持续发电的场合，可选用能量回馈单元，将再生电能逆变为工频交流电回馈电网，实现节能。

3.检查机械与负载

检查设备是否存在机械卡涩或配置不合理，导致电机持续处于被拖拽的发电状态。

二、变频器欠压

欠压指直流母线电压低于正常运行所需的低值，问题主要集中于电源侧及变频器主回路。

核心原因

1.电源输入问题

电网电压过低：因线路压降或电网本身原因，导致输入电压长期偏低。

瞬时停电或电压骤降：上级电源开关跳闸、接触器触点不良或线路虚接导致供电中断。

主回路连接故障：输入端子松动、断路器或熔断器接触电阻过大。

2.大容量设备冲击

同一供电母线上，有大功率设备启动，引起电网电压瞬时跌落。

3.变频器内部故障

预充电回路故障：限流电阻损坏或其并联的接触器（或继电器）未正常吸合，导致直流母线无法建立正常电压。

整流模块损坏：部分整流二极管或IGBT损坏，导致整流输出电压不足。

直流母线电解电容老化：电容容量下降，滤波效果变差，带载时电压急剧跌落。

电压检测电路故障：采样电阻或运算放大器等元件损坏，导致误报警。

处理措施

1.检查与优化电源侧

测量输入电压：使用万用表测量变频器输入端子（R/S/T或L1/L2/L3）的电压，确保其在允许范围内且三相平衡。

紧固连接部件：检查并紧固所有电源接线端子和开关器件触点。

检查电气元件：确认输入侧断路器、接触器、熔断器工作正常，无触点烧蚀。

电源隔离或增容：将变频器与频繁启动的大功率设备从变压器处分开供电，或考虑增大变压器容量。

2.参数设置调整

启用瞬时停电再启动功能：在电网不稳定的场合，设置此功能可使变频器在短暂电压跌落恢复后，自动重试运行，避免不必要的停机。

3.变频器内部诊断与维修

上电诊断：变频器上电时，注意听内部接触器是否有清晰的吸合声。若无，预充电回路可能存在故障。

外观检查：在完全断电并确认直流母线电容已放电完毕后，检查电解电容是否有鼓包、漏液迹象。

检修：若怀疑整流模块、检测电路等内部元件损坏，应交由技术人员进行检测与更换。

三、故障排查逻辑总结

为解决问题，建议遵循以下排查流程：

1.确认故障信息：记录是过压还是欠压，以及发生的具体工况（启动、运行、减速或停机时）。

2.区分故障类型：

过压：重点排查减速制动过程与制动组件。

欠压：重点排查电源输入与主回路连接。

3.执行排查步骤：

先外部，后内部：检查电源、接线、外围组件及负载。

先参数，后硬件：在确保硬件连接无误后，尝试通过参数优化解决问题。

判断：若以上步骤无效，再考虑变频器内部故障或进行硬件升级（如加装制动单元）。

过压与欠压故障的排除，依赖于对变频器工作原理和现场应用工况的深刻理解。通过系统性的分析与排查，绝大多数问题都能得到有效定位与解决，从而保障设备的稳定、连续运行。

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