变频器保护功能之过电流保护

1 过电流保护功能

1.1 变频器过电流保护

变频器通过霍尔元件或者电阻检测三相输出电流，变频器发生过流保护故障，通常是变频器的输出电流超过变频器的额定输出电流某个限制值，这也是变频器厂家研发层面的细节，与IGBT功率器件选型设计裕量有关， 不同厂家，不同功率段也不完全一样。变频器本身的过电流保护区别于电机的过电流保护，一般滞后于电机的过流保护。

1.2 电机过电流保护

电机的过电流保护实际上通过变频器运行中检测实际输出电流，当检测到的实际电流超过：2*电机电流的限制值（2*P640）或者电机额定电流的4倍，取较小的值，电机发生过流故障保护。

2 过电流的常见处理方法

处理变频器过电流故障，最重要的是确定故障是在何种工况下发生的，再排查故障原因，找到解决办法。

• 变频器在正常运行过程中偶尔出现过电流故障。 这种情况由负载引起的可能性较大，请根据实际负载特性进行排查。
• 变频器上电后不运行就发生过电流故障，并且不能复位故障。 这种情况由变频器本身问题引起的可能性比较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试能否复位故障，如果还不能复位，建议申请维修。如果故障可以复位，检查变频器外部接线。
• 变频器上电后没有过电流故障，一启动马上就报变频器过电流故障，可以复位，但再启动此故障会重复出现。 这种情况由电机问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试使用操作面板空载启动变频器（变频器控制方式需要设置V/F方式），如果变频器不再出现过电流故障，请重点检查电机和电机电缆绝缘情况、电机电缆是否超长、以及是否有接触不良的情况，更换电机进行测试是一个不错的方式。如果变频器仍然报过电流故障，变频器可能损坏，建议申请维修。

3 引发过电流故障的几个因素

3.1 设计选型不当引发的过电流问题

• 比如变频器与电机电流不匹配，甚至出现“小马拉大车”的设计。
• 选型裕量小，没有充分考虑电机拖动负载时的加速转矩，变频器不能提供足够的加速转矩电流。
• 对于特殊的生产工艺，比如轧机，没有充分考虑波动负载、冲击性负载的瞬间电流。
• 对于恒转矩负载，误选择了风机泵类的变频器。
• 变频器输出侧装有开关器件，变频器运行过程中，开关有动作情况。

3.2 调试不当引发的过电流问题

• 电机参数设置不正确，电机额定电压、额定电流、额定频率、额定功率、定子电阻等等。
• 电机加速时间设定过短，导致过电流；由于某些负载机械惯性大，如果加速时间过短， 变频器输出的频率虽然上升很快，但是电机的实际转速并没有“跟上来”，造成电机转差频率过大，引起过电流。
• 电压提升值设定不合适，为保证电机磁通恒定， 通常设置线性V/F特性， 但是在低频附近，由于不能忽略定子电阻的影响，需要在低频附近，加大提升电压来减小定子电阻的影响，但是提升电压如果加的太多，会导致电机磁路饱和，引发过电流。

3.3 外围器件故障引发的过电流问题

• 比如电机匝间短路。
• 电机绝缘损坏，出现绕组接地情况。
• 输出电缆超过变频器允许的长度，导致电缆上隐含电容加大，近似于输出的ＰＷＭ波加到电容上，出现电流尖峰，导致变频器过电流。
• 输出电缆短路、或者对地、接线端子松动，导致变频器过电流。
• 变频器输出侧安装了不合适的滤波器、电容等器件。
• 变频器的抱闸打开关闭时机不对，或者变频器运行中抱闸发生误动作，导致电机过电流。
• 一台变频器驱动多台电机，在变频器运行中存在其它电机投切情况。
• 机械部分润滑不好、运转阻力太大甚至卡死情况。
• 电机在启动前，电机轴自由旋转，这种情况可以尝试采用捕捉再启动功能。

3.4 变频器自身硬件问题引发的过电流问题

• 电流检测元件（霍尔元件、电流互感器）性能变差、或者损坏。
• IGBT功率器件损坏。
• 变频器驱动电路异常，引发的过电流故障。
• 变频器CU单元出现故障引发的过电流故障。