變頻器逆變輸出模塊損壞的原因之——由負載異常引起的損壞

誠然，變頻器的保護電路已經(jīng)相當完善。對價值昂貴的逆變模塊的保護，各個變頻器廠家都在其保護電路上做足了功夫，從輸出電流檢測到驅(qū)動電路的 IGBT 管壓降檢測，并努力追求以快的應變速度實施快速的過載保護！從電壓檢測到電流檢測，從模塊溫度檢測到缺相輸出檢測等，還未見有哪種電器的保護電路，像變頻器這樣做得專注而投入。而變頻器的銷售人員，提到變頻器的性能時，也必提及變頻器的保護功能，常常不自覺地對用戶許諾：用上變頻器，其quanmian的保護功能，你的電機就不容易燒了。這位銷售人員不知道，這句許諾，將給自己帶來極大的被動！

用上變頻器，電機真的不會燒嗎？我的是：相對于工頻供電，用上變頻器，電機倒是更容易燒了，而電機的容易燒，使得變頻器逆變模塊也容易一塊“報銷”掉。變頻器的靈敏的過流保護電路，在此處偏偏手足無措，起不到絲毫作用。這是導致變頻器模塊損壞的一大外部原因。聽我道出其中原委。

一臺電機，在工頻狀態(tài)下能夠運行，雖然運行電流較之額定電流稍大，長時間的運行有一定的溫升。這是一臺帶病的電機，在燒掉之前確實是能夠運行的。但接入變頻器后，會出現(xiàn)頻繁過載，以至不能運行。這還不要緊。

一臺電機，在工頻狀態(tài)下能夠運行，用戶已經(jīng)正常使用多年了，請注意“多年”兩個字。用戶想到要節(jié)約電費，或因工藝改造的原因，需要進行變頻改造。但接入變頻器后，會頻跳 OC 故障，這是好的，保護停機了，模塊沒有壞掉?？膳碌氖?，變頻器并不馬上跳 OC 故障，而是毫無來由地在運行中--運行了才三、兩天的光景，模塊炸掉了，電機燒毀了。用戶賴了銷售人員一把：你裝的變頻器質(zhì)量差，燒了我的電機，你要賠我的電機！

在此之前，電機好像是是真的沒有問題，運行得好好的，測測運行電流，因為負荷較輕，才達到一半的額定電流;測測三相供電， 380V ，平衡和穩(wěn)定得很。真像是變頻器的損壞，連帶著損壞了電機。

我要是在場的話，就會這樣主公道：不怨變頻器，是你的電機已經(jīng)“病入膏肓”，突然發(fā)作，捎帶著損壞了變頻器！

運行多年的電機，因電機的運行溫升和受潮等原因，繞組的絕緣程度已大大降低，甚至有了明顯的絕緣缺陷，處于電壓擊穿的臨界點上。工頻供電情況下，電機繞組輸入的是三相 50Hz 的正弦波電壓，繞組產(chǎn)生的感生電壓也較低，線路中的浪涌分量較小，電機絕緣程度的降低，也許只是帶來了并不起眼的“漏電流”，但繞組的匝間和相間，還未能產(chǎn)生電壓擊穿現(xiàn)象，電機還在“正常運行”。應該說，隨著絕緣老化程度的進一步加深，即使還是在工頻供電情況下，相信在不遠的將來，該臺電機終會因絕緣老化造成相間或繞組間的電壓擊穿而燒毀。但問題是，現(xiàn)在并沒有燒毀。

接入變頻器后，電機的供電條件由此變得“惡劣”了：變頻器輸出的 PWM 波形，實為數(shù) kHz 乃至十幾 kHz 的載波電壓，在電機繞組供電回路中，還會產(chǎn)生各種分量的諧波電壓。由電感特性可知，流過電感電流的變化速度越快，電感的感生電壓也越高。電機繞組的感生電壓比工頻供電時升高了。在工頻供電時暴露不出的絕緣缺陷，因不耐高頻載波下感生電壓的沖擊，于是繞組匝間或相間的電壓擊穿產(chǎn)生了。電機繞組的由相間、匝間短路造成了電機繞組的突然短路，在運行中--模塊炸掉了，電機燒毀了。

變頻器在起動初始階段，因輸出頻率和電壓均在較低的幅值內(nèi)，負載電機存在故障時，雖造成較大的輸出電流，但此電流往往在額定值以內(nèi)，電流檢測電路及時動作，變頻器實施保護停機動作，模塊無炸毀之虞。但若在全速（或近于全速）運行情況下，三相輸出電壓與頻率均達較高的幅值，此時電機繞組若有電壓擊穿現(xiàn)象，會于瞬間形成極大的浪涌電流，則逆變模塊在電流檢測電路動作之前，已經(jīng)無法承受而炸裂損壞了。

由此看出，保護電路不是wan能的，任何保護電路都有它的“軟肋”所在。變頻器對全速運行中，電機繞組的突發(fā)性電壓擊穿現(xiàn)象，是無能為力的，起不到有效保護作用的。而不唯變頻器保護電路，任何電機保護器，對此類突發(fā)故障，都不能實施有效的保護。此類突發(fā)故障出現(xiàn)時，只能宣告：該臺電機確實已經(jīng)“壽終正寢”了。

此類故障對變頻器的逆變輸出模塊是致命的打擊，無可逃避的。

其它由供電或負載方面引起的原因，如過、欠壓、負載重、甚至堵轉(zhuǎn)引起的過流等故障，在變頻器的保護電路正常的前提下，是能有效保護模塊安全的，模塊的損壞機率將大為減小。在此不多討論。

變頻器用GTR的選用

⑴Uceo 通常按電源線電壓U峰值的2倍來選擇。

Uceo≥2廠2U 　在電源電壓為380V的變頻器中，應有 Uceo≥2廠2U*380V=1074.8V，故選用 Uceo=1200V的GTR是適宜的。

⑵Icm 按額定電流In峰值的2倍來選擇　 Icm≥2廠2 In 　 GTR是用電流信號進行驅(qū)動的，所需驅(qū)動功率較大，故基極驅(qū)動系統(tǒng)比較復雜，并使工作頻率難以提高，這是其不足之處。 今天我告訴大家的是MOSFET以及IGBT

1、 功率場效應晶體管（POWER MOSFET） 它的3個極分別是源極S、漏極D和柵極G

其工作特點是，G、S間的控制信號是電壓信號Ugs。改變Ugs的大小，主電路的漏極電流Id也跟著改變。由于G、S間的輸入阻抗很大，故控制電流幾乎為0，所需驅(qū)動功率很小。和GTR相比，其驅(qū)動系統(tǒng)比較簡單，工作頻率也比較高。此外，MOSFET還具有熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大 等優(yōu)點。

但是，功率場效應晶體管在提高擊穿電壓和增大電流方面進展較慢，故在變頻器中的應用尚不能居主導地位。

2、 絕緣柵雙極晶體管（IGBT） IGBT是MOSFET和GTR相結合的產(chǎn)物，是柵極為絕緣柵結構（MOS結構）的晶體管，它的三個極分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G。

工作特點是，控制部分與場效應晶體管相同，控制信號為電壓信號Uge,輸入阻抗很高，柵極電流I≈0，故驅(qū)動功率很小。而起主電路部分則與GTR相同，工作電流為集電極電流I。

至今，IGBT的擊穿電壓也已做到1200V，集電極max飽和電流已超過1500A，由IGBT作為逆變器件的變頻器容量已達到250KVA以上。

此外，其工作頻率可達20KHZ。由IGBT作為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10KHZ以上，故電動機的電源波形比較平滑，基本無電磁噪聲。

在變頻器工作時，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響

通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: 　 發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量（KW）×55 [W]

在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負載為準的 (過流能力150% * 60s)

如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發(fā)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側面或測上方比較好。

這時可以用估算: 變頻器容量（KW）×60 [W]

因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品.

注意： 如果有制動電阻的話，因為制動電阻的散熱量很大， 因此安裝位置和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。

?電機與變頻器之間到底是種什么關系呢？

電機與變頻器之間到底是種什么關系呢？

在電機實際應用過程中，與變頻器的配合使用越來越普遍，那電機與變頻器之間到底是種什么關系呢？

變 頻器距離電動機距離過遠時（超過100m），電機與變頻器之間的電纜寄生電容過大，并與電機三相繞組寄生電容共同作用，在變頻器開關接通瞬間，由于速度很 快，會產(chǎn)生過大的尖峰電流，使變頻器工況惡化，甚至燒毀開關。同時，長導線的壓降也變大，降低電動機端電壓，導致定子電流有所增加。為解決此問題，一方面 加大導線截面積，保證線壓降在2%以內(nèi)；同時應加裝變頻器輸出電抗器，用來補償長距離導線產(chǎn)生的分布電容充電電流。輸出電抗器的選擇，可參考變頻器生產(chǎn)公 司提供的《用戶使用手冊》的說明。

在實施上述措施后仍不可避免干擾而影響系統(tǒng)正常使用的，應考慮更換另外品牌和型號的變頻器。

做好變頻器參數(shù)的設置與調(diào)試，是設備正常運轉(zhuǎn)的一個根本保證措施，現(xiàn)場出現(xiàn)的許多問題，往往是參數(shù)的設置問題，而與設備本身無關，由此可見合理正確設置參數(shù)的重要性，參數(shù)設定前要詳細閱讀產(chǎn)品使用說明書。

（1）基本參數(shù)的設置基本參數(shù)包括電機m牌上的額定功率、電壓、電流、轉(zhuǎn)速、頻率以及啟動、制動和控制方式等，這里需注意的是輸人電壓要根據(jù)本單位供電情況選定，g輸出頻率的設定也要慎重;

（2） 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求做好其它參數(shù)的設置變頻器一般都有幾十到上一百個可設置的參數(shù)，實際運用中大多數(shù)可采用出廠設置，僅對少數(shù)作特殊設定即可滿足生產(chǎn)要 求。 如在要求重載啟動的環(huán)節(jié)，則必須設定啟動提升參數(shù)，可通過設定連續(xù)提升和啟動提升兩個參數(shù)來提升轉(zhuǎn)矩，提升轉(zhuǎn)矩只在啟動時有效并與連續(xù)提升相疊加，疊加點 總和被限制在250%以下，當頻率達到設定值時，啟動提升作用結束，這樣就能滿足設備的啟動要求。

（3）設備的初運轉(zhuǎn)參數(shù)設定完畢后，進人初運轉(zhuǎn) 階段，要仔細檢查線路，確保接線的正確性，不允許反轉(zhuǎn)的設備要檢查相序。為保證安全可靠，建議先用鍵盤人工控制方式，緩慢啟動，并觀察設備運轉(zhuǎn)情況及輸出 電流，合理調(diào)整啟動和制動時間、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，逐漸加速到額定速度，運行正常后方可投入到自動方式，

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變頻器行業(yè)進入電子商務營銷模式

 隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平逐步加大，信息化、數(shù)字化、節(jié)能等意識開始逐步的被融入到了工業(yè)生產(chǎn)的過程中，從研發(fā)到設計、到生產(chǎn)、再到營銷，各個環(huán)節(jié)無不滲透著現(xiàn)代化的發(fā)展氣息。許多企業(yè)逐步開始擺脫傳統(tǒng)營銷模式，追求更加方便快捷營銷之路的征程。

　　對于我國變頻器市場來說，除了少數(shù)大企業(yè)可以自主生產(chǎn)自己的品牌以外，大多數(shù)企業(yè)為國際品牌的代理商。相對那些大企業(yè)來說代理商普遍存在銷售渠道較單一和資金較少的情況，因此，巨大的商業(yè)廣告投入對于他們來說便占用了過多的發(fā)展資金，并且作為代理商，這些巨大投入的廣告也不見得會起到很好的宣傳效果。代理、資金少、低投入擴大經(jīng)營，中國變頻器網(wǎng)指出，這四個看似相互矛盾卻又不可分割的詞為我國的變頻器企業(yè)提出了許多發(fā)展中必須要面對的問題，也提出了行業(yè)發(fā)展的重點。

　　針對這些問題，我國的變頻器企業(yè)必須尋找到一條既可以達到良好宣傳效果、又可以節(jié)省投入的推廣渠道。電商，無疑成為了這些代理企業(yè)的j選擇，作為專門為行業(yè)提供宣傳和銷售渠道的電子商務平臺已經(jīng)在我國發(fā)展了數(shù)年，并且憑借著技術的不斷革新和網(wǎng)絡的發(fā)展，呈現(xiàn)出一種不斷擴大、縱深發(fā)展的趨勢，小到日常用品，大到房產(chǎn)地產(chǎn)，都可以找到點上的蹤影。之所以這種營銷模式受到大量的關注，不僅得益于其相對少的投入，更是因為其宣傳力度的廣泛性。

　　在電子商務的平臺上，作為各變頻器企業(yè)的代理商或者是生產(chǎn)者，就可以了解到行業(yè)的即時市場動態(tài)，又可以在這里一目了然的看到各類產(chǎn)品的現(xiàn)有市場需求狀況，并且在這樣一個平臺上企業(yè)可以用較少的投入換取有力的宣傳和形象的塑造。低投入、小成本，這邊是電商的優(yōu)點所在，打破了地域的界限，讓商貿(mào)活動變得更加的簡單和快捷，讓行業(yè)企業(yè)之間的交流變得更加的直觀。

　　面對競爭如此紛雜的市場，要想站穩(wěn)腳跟，除了具有強大的推廣宣傳之外，更需要企業(yè)從根本做起抓好產(chǎn)品的生產(chǎn)、制造，用的產(chǎn)品和便捷的電子商務渠道共同推動我國變頻器市場的繁榮。