如何通过优化变频器参数设置从根源上预防过流、过压等故障？

变频器在工业领域应用广泛，然而过流、过压等故障却时常影响其正常运行。通过优化变频器参数设置，能从根源上有效预防这些故障。以下将从过流、过压故障的原理出发，阐述如何通过优化参数设置进行预防。

过流故障及参数优化

1. 升速时过流
   • 原理：变频器在升速过程中，若加速时间过短，电机的转速上升速度跟不上变频器输出频率的上升速度，导致电机瞬间电流过大，引发过流故障。
   • 参数优化：适当增大加速时间参数。该参数决定了变频器从0Hz上升到额定频率的时间长短。比如在一些大功率电机驱动应用中，将加速时间从默认的10秒增加到30秒，使电机有足够时间跟随频率变化，可避免因加速过快导致的过流。不同品牌变频器加速时间参数名称可能不同，如某些变频器为ACCEL_TIME，具体需参考对应手册。
2. 降速时过流
   • 原理：降速时，电机处于发电状态，若减速时间过短，电机回馈到变频器的能量无法及时被处理，会使直流母线电压升高，进而导致过流。
   • 参数优化：适当增大减速时间参数，确保电机在减速过程中产生的回馈能量能被变频器平稳处理。例如在风机应用中，将减速时间从15秒调整到40秒，给变频器足够时间消耗回馈能量。部分变频器减速时间参数标记为DECEL_TIME。
3. 运行时过载过流
   • 原理：电机负载超过其额定负载，长时间运行导致电流持续过大，触发过流保护。如皮带输送机被物料卡死，电机仍持续运转，电流会急剧上升。
   • 参数优化：合理设置过载保护参数，如过载倍数和过载时间。通常过载倍数可设置为1.2-1.5倍额定电流，过载时间设置为1-3分钟。这样当电机负载超过设定倍数且持续时间达到设定值时，变频器可及时动作，避免电机因长时间过载而损坏。不同变频器过载保护参数设置方式有差异，如有的变频器需在OVERLOAD菜单下分别设置过载倍数和时间。
4. 低频空载过流
   • 原理：在低频时，电机的感抗减小，若变频器输出电压未合理调整，会导致电流增大。例如在低频运行时，电机处于轻载状态，但由于电压过高，导致电流超过正常范围。
   • 参数优化：优化V/F曲线。V/F曲线定义了变频器输出电压与频率的关系。对于低频空载过流情况，可适当降低低频时的电压输出，使电机电流保持在合理范围。不同负载特性需选择不同的V/F曲线类型，如恒转矩负载可选线性 V/F 曲线，风机、水泵等平方转矩负载可选递减V/F曲线。

过压故障及参数优化

1. 能量回馈导致过压
   • 原理：如在刮板运输机应用中，机尾电机因回头煤等原因速度升高，拉动机头电机进入发电状态，产生的能量回馈到变频器，使变频器直流母线电压升高，引发过压故障。
   • 参数优化：采用带转速差补偿的主从控制方法。以刮板运输机为例，通过实时监测主从电机转速，调整从机输出，使主从机转速始终保持一致，避免因转速差导致的能量回馈。此外，还可设置合适的制动电阻参数。制动电阻可消耗电机回馈的能量，防止直流母线电压过高。需根据电机功率和应用场景计算合适的制动电阻阻值和功率，一般制动电阻功率为电机功率的1/3-1/2。
2. 电源侧过压导致过压
   • 原理：当电源电压波动过大，超过变频器允许的输入电压范围，会使变频器直流母线电压升高，引发过压故障。
   • 参数优化：设置过压保护点参数。不同变频器过压保护点设置不同，一般在400V-450V之间。当检测到直流母线电压超过设定的过压保护点时，变频器可采取报警、停机等措施，保护内部电路元件。同时，可选用具有宽电压输入范围的变频器，增强对电源电压波动的适应能力。
3. 负载突变导致过压
   • 原理：在一些负载变化频繁的应用中，如起重机起吊重物瞬间，负载突然增加，电机转速瞬间下降，变频器输出频率也会相应调整，在此过程中可能导致直流母线电压升高。
   • 参数优化：设置合适的转矩补偿参数。转矩补偿可在负载突变时，快速调整变频器输出电压和频率，维持电机的正常运行，避免因负载突变导致的过压。例如，在起重机应用中，根据起吊重物的重量范围，合理设置转矩补偿值，使变频器在负载变化时能及时响应。

其他相关参数优化

1. 电流限制参数
   • 设置意义：合理设置电流限制参数，可防止变频器输出电流超过允许值，保护变频器和电机。电流限制参数包括过流限制和短路电流限制。
   • 设置方法：过流限制一般设置为1.5-2倍额定电流，短路电流限制设置为3-5倍额定电流。具体数值需根据电机和变频器的实际情况调整。如在一些高启动转矩需求的应用中，可适当增大过流限制值，以满足启动时的大电流需求，但需确保不超过变频器和电机的承受能力。
2. 电压补偿参数
   • 设置意义：在电机运行过程中，由于线路电阻等因素，会导致电机端电压下降。通过设置电压补偿参数，可提升电机端电压，保证电机正常运行，避免因电压过低导致电流增大，进而引发过流故障。
   • 设置方法：根据电机额定电压和实际运行情况，适当调整电压补偿值。一般可通过实验测试，逐步增加电压补偿值，观察电机运行电流和转矩变化，找到最佳补偿值。同时，需注意电压补偿不能过度，否则可能导致电机过压运行。