Häufige Inverterfehler und Lösungen

1. Überstromfehler

Überstrom ist einer der häufigsten Fehler, die während des Betriebs eines Inverters auftreten. Um den Inverter besser zu schützen, wird in der Regel eine mehrstufige Überstromschutzfunktion implementiert. Je nach Schweregrad des Überstroms kann dieser in folgende Situationen unterteilt werden: Leistungsmodul-Überstrom, Hardware-Überstrom und Software-Überstrom. Normalerweise ist der Leistungsmodul-Überstrom der schwerwiegendste Fehler. Die Hardware-Überstromschwelle liegt erheblich unter der Leistungsmodul-Überstromschwelle, aber höher als die Software-Überstromschwelle. In Bezug auf die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Hardware-Sperre schneller als die Software.

Der Meldungsmechanismus für Leistungsmodul-Überstrom ist in der Regel wie folgt: Das Hardwaredesign löst das FAULT-Signal auf der Primärseite des Optokopplers aus, wenn der IGBT-Leitstrom den Hardware-Überstromschwellenwert (in der Regel nicht mehr als 6-mal den IGBT-Nennstrom) erheblich überschreitet. Der Hardwarekreis sperrt dann die PWM-Wellenform-Ausgabe und überträgt dieses Signal an den Pin des Steuerchips. Die Software reagiert auf dieses Signal über einen Interrupt, indem sie sofort herunterfährt und weitere Operationen blockiert.

Der Meldungsmechanismus für Hardware-Überstrom ist in der Regel wie folgt: Mit einem Hardware-Vergleichskreis, wenn ein Strom, der den Hardware-Überstromschwellenwert überschreitet, detektiert wird, sperrt der Hardwarekreis die PWM-Wellenform-Ausgabe und überträgt das Fehlersignal an den Pin des Steuerchips. Die Software reagiert über einen Interrupt, indem sie sofort herunterfährt.

Der Meldungsmechanismus für Software-Überstrom ist in der Regel wie folgt: Nachdem die Drei-Phasen-Stromwerte abgetastet wurden, berechnet die Software den Effektivwert. Dieser Effektivwert wird mit dem Software-Überstromschwellenwert verglichen. Wenn er diesen überschreitet, wird ein Software-Überstromfehler gemeldet, und der Inverter fährt herunter.

Allgemein können die Schritte zur Fehlersuche und Behebung von Überstromfehlern wie folgt sein:

1. Wenn der Inverter normal betrieben wurde und gelegentlich einen Leistungsmodul-Überstromfehler meldet, versuchen Sie zunächst, den Fehler zurückzusetzen. Falls dies fehlschlägt, könnte das Leistungsmodul beschädigt sein und ersetzt werden müssen.
2. Falls der Reset erfolgreich war, prüfen Sie, ob sich die Betriebsbedingungen geändert haben (z.B. vorübergehende Überlast/Stehenbleiben, was zu einem plötzlichen hohen Strom führt). Wenn durch externe Anomalien verursacht, beseitigen Sie die Ursache, um einen stabilen Betrieb sicherzustellen. Wenn die Änderung beabsichtigt war (z.B. erhöhte Lastanforderung oder Stoßlast), reduzieren Sie die Stromspitzen, indem Sie die Beschleunigungszeit verlängern, die PI-Parameter des Geschwindigkeits-/Stromregelkreises anpassen, um die Regelung zu optimieren, oder die Überstrom-Stehenbleiben-Verhinderungsfunktion aktivieren.
3. Falls der Reset erfolgreich war und keine Änderungen an den externen Bedingungen vorgenommen wurden, prüfen Sie den Ausgangskreis des Inverters auf Erdschlüsse oder Kurzschlüsse. Beseitigen Sie diese, falls vorhanden. Falls keine existieren, beobachten Sie die Stromstärke während des gesamten Betriebszyklus. Wenn stabil ohne signifikante Spitzen, könnte elektrische Störungseinflüsse in Frage kommen, und Sie sollten die Verkabelung/Erden prüfen.
4. Während der Inbetriebnahme, wenn Überstromfehler leicht auftreten, überprüfen Sie zunächst, ob die Einstellungen sowohl für den Inverter als auch für den Motor korrekt sind, einschließlich der Übereinstimmung der Leistungswerte des Inverters und des Motors. Wenn die Einstellungen korrekt und die Leistungen übereinstimmen, aber der Fehler weiterhin besteht, führen Sie eine dynamische Parameteridentifizierung durch, um die Genauigkeit der Motoreigenschaften sicherzustellen.
5. Falls ein Überstrom bei der Startphase unter V/f-Regelung auftritt, prüfen Sie, ob die Torque-Boost-Einstellung zu hoch ist und passen Sie sie gegebenenfalls an. Prüfen Sie auch, ob die V/f-Kurven-Einstellungen unvernünftig sind und passen Sie sie entsprechend an.
6. Wenn der Motor beim Start frei läuft, kann ein Überstrom auftreten. Warten Sie, bis der Motor vollständig zum Stillstand gekommen ist, bevor Sie starten, oder setzen Sie die Startmethode auf Flugstart/Schritthaltestart.

II. Überspannungsfehler

Überspannung ist ebenfalls einer der häufigsten Fehler des Inverters. Um den Inverter zu schützen, wird in der Regel eine mehrstufige Überspannungsschutzfunktion implementiert. Je nach Schweregrad wird sie in der Regel in Hardware-Überspannung und Software-Überspannung unterteilt.

Normalerweise liegt die Hardware-Überspannungsschwelle höher als die Software-Überspannungsschwelle, und die Hardware-Sperre ist schneller. Der Meldungsmechanismus für Hardware-Überspannung ist in der Regel: Mit einem Hardware-Vergleichskreis, wenn die Gleichspannung des DC-Busses die Hardwareschwelle überschreitet, sperrt der Hardwarekreis die PWM-Ausgabe und signalisiert den Steuerchip. Die Software reagiert über einen Interrupt, indem sie herunterfährt.

Der Meldungsmechanismus für Software-Überspannung ist in der Regel: Nachdem die Gleichspannung des DC-Busses abgetastet wurde, vergleicht die Software sie mit der Softwareschwelle. Wenn sie überschritten wird, wird ein Software-Überspannungsfehler gemeldet, und der Inverter fährt herunter.

Die Fehlersuche und Behebung von Überspannungsfehlern umfasst in der Regel:

1. Wenn erhebliche Regenerationsenergie ins Netz eingespeist wird, überprüfen Sie, ob ein Bremswiderstandsmodul (BRU) installiert und entsprechend dimensioniert ist.
2. Wenn die regenerative Energie gering ist, versuchen Sie, die Verzögerungszeit zu verlängern, um die Regeneration zu reduzieren, oder passen Sie die PI-Parameter des Geschwindigkeits-/Stromregelkreises an, um die Regelung zu verbessern.
3. Wenn geringe Regeneration mit kurzzeitigen Spannungsspitzen auftritt (z.B. plötzlicher Verlust einer schweren Last) und die Stopp-Position/-Zeit nicht kritisch ist, aktivieren Sie die Überspannung-Stehenbleiben-Verhinderungsfunktion. Nutzen Sie diese vorsichtig, da sie eine rechtzeitige Abschaltung verhindern kann; verwenden Sie sie nicht, wo die Stopp-Position kritisch ist.
4. Wenn die regenerative Energie sehr gering ist, überprüfen Sie, ob die Dreiphasenspannungsversorgung zu hoch ist.
5. Überprüfen Sie, ob der Motor durch eine externe Kraft (z.B. Überlast) getrieben wird. Falls ja, beseitigen Sie diese Kraft.

III. Eingangsphasenverlust

Eingangsphasenverlust ist ein weiterer relativ häufiger Fehler des Inverters. Die Meldungsmechanismen variieren je nach Hersteller und Modell, fallen jedoch in der Regel in zwei Kategorien:

1. Software-basierte Erkennung: Zwei Leitungsspannungen werden abgetastet und in Phasenspannungen umgerechnet. Die Phasenungleichheit wird berechnet, um festzustellen, ob die Bedingungen für einen Phasenverlust erfüllt sind.
2. Hardware-basierte Erkennung: Ein spezieller Kreis erkennt den Phasenverlust und signalisiert den Steuerchip über einen Pin. Die Software überwacht den Zustand dieses Pins, um den Phasenverlust zu bestimmen.

Bei Erkennung eines Phasenverlusts wird ein Fehler gemeldet, und der Inverter fährt herunter (oder generiert in manchen Fällen eine Warnung).

Die Fehlersuche und Behebung umfasst in der Regel:

1. Überprüfen Sie die Integrität und Sicherheit der Dreiphasen-Eingangsspannungsverbindungen.
2. Stellen Sie sicher, dass alle Eingangsspannungsphasen vorhanden sind (keine geplatzten Sicherungen, kein ausgeschalteter Schalter).
3. Falls sowohl 1 & 2 bestätigt sind, überwachen Sie die Eingangsspannung und prüfen Sie die Steuerlogik auf automatische Trenn- und Wiederanschlusssequenzen.

IV. Inverter-Überlast

Inverter-Überlast ist ein gelegentlich gemeldeter Fehler. Die Meldungsmechanismen variieren, sind aber in der Regel:

1. Thermische Akkumulationsmethode: Die Software berechnet einen thermischen Akkumulationswert basierend auf dem Strom (und möglicherweise anderen Faktoren) über Zeit, vergleicht ihn mit einem Entwurfs-Schwellenwert. Wenn der Schwellenwert überschritten wird, wird ein Überlastfehler ausgelöst und der Inverter fährt herunter.
2. Umgekehrte Zeitcharakteristik: Basierend auf der entworfenen Überlastkurve des Inverters berechnet die Software, wie lange ein bestimmter Überstrom zulässig ist. Die Zeitmessung beginnt, wenn der Überstrom auftritt; wenn die zulässige Zeit überschritten wird, wird der Fehler ausgelöst und der Inverter fährt herunter.

Die Fehlersuche und Behebung umfasst in der Regel:

1. Überprüfen Sie, ob der Lastzyklus (EIN/AUS-Zeiten) der Überlastkurve des Inverters entspricht. Passen Sie die Laststromstärke an, um das Überschreiten der Dauerlimits der Kurve zu vermeiden.
2. Überprüfen Sie, ob die Motorleistung die kontinuierliche Belastbarkeit des Inverters überschreitet. Wenn die Last tatsächlich groß ist, wählen Sie einen Inverter mit höherer Leistung.

V. Motorblockade

Motorblockade ist ein weiterer gelegentlich gemeldeter Fehler des Inverters. Im Wesentlichen befiehlt der Inverter dem Motor, eine bestimmte Geschwindigkeit zu erreichen und gibt eine erhebliche Drehmomentströme aus, aber der Motor dreht sich nicht ordnungsgemäß und bleibt in einem blockierten Zustand.

Bedingungen, die in der Regel erforderlich sind, um einen Motorblockaden-Fehler auszulösen:

1. Der Rückkopplungsdrehmomentstrom überschreitet den eingestellten Blockadestromschwellenwert und dieser Zustand dauert länger als die eingestellte Blockadezeit.
2. Während dieser Zeit liegt die tatsächliche Motorgeschwindigkeit unter dem eingestellten Blockadefrequenzschwellenwert.
3. Der Inverter arbeitet nicht im V/f-Regelmodus (da V/f keine Geschwindigkeitsrückmeldung hat, ist eine Blockaden-Detektion nicht möglich).

Die Fehlersuche und Behebung von Motorblockaden-Fehlern umfasst in der Regel:

1. Überprüfen Sie, ob eine externe Kraft die Drehung des Motors physisch verhindert. Beseitigen Sie die Ursache.
2. Passen Sie die Blockadefrequenz- und Blockadestromschwellenwerte-Parameter nach den Anforderungen der Anwendung an.
3. Überprüfen Sie, ob die Motor-/Lastleistung die Kapazität des Inverters übersteigt. Falls ja, wählen Sie einen entsprechend dimensionierten Inverter.