Загальні випадки несправностей інвертора та їх вирішення

1. Перевищення струму

Перевищення струму є одним із найчастіших дефектів, з якими стикаються під час роботи інвертора. Для кращої захисту інвертора, зазвичай, реалізується багаторівневий захист від перевищення струму. Відповідно до тяжкості перевищення струму, його можна розбити на такі ситуації: перевищення струму у силовому модулі, перевищення струму на рівні апаратури та перевищення струму на рівні програмного забезпечення. Зазвичай, перевищення струму у силовому модулі є найвищим рівнем дефекту. Поріг перевищення струму на рівні апаратури значно нижчий, ніж поріг перевищення струму у силовому модулі, але вищий, ніж поріг перевищення струму на рівні програмного забезпечення. Щодо швидкості реакції, блокування на рівні апаратури відбувається швидше, ніж на рівні програмного забезпечення.

Механізм повідомлення про перевищення струму у силовому модулі зазвичай такий: коли струм проводимості IGBT значно перевищує поріг перевищення струму на рівні апаратури (зазвичай не більше 6 разів від номінального струму IGBT), проектна схема запускає сигнал FAULT на первинній стороні оптрона, що призводить до переключення. Апаратна схема блокує вихідний сигнал PWM та одночасно передає цей сигнал на пін контролера. Програмне забезпечення реагує на цей сигнал через переривання, негайно зупиняючи і блокуючи подальшу роботу.

Механізм повідомлення про перевищення струму на рівні апаратури зазвичай такий: використовуючи апаратний компаратор, коли виявляється струм, що перевищує поріг перевищення струму на рівні апаратури, апаратна схема блокує вихідний сигнал PWM та передає сигнал про дефект на пін контролера. Програмне забезпечення реагує через переривання, негайно зупиняючи роботу.

Механізм повідомлення про перевищення струму на рівні програмного забезпечення зазвичай такий: після зразкування струмів трьох фаз, програмне забезпечення обчислює RMS-значення. Це RMS-значення порівнюється з порогом перевищення струму на рівні програмного забезпечення. Якщо воно перевищує поріг, повідомляється про дефект перевищення струму на рівні програмного забезпечення, і інвертор зупиняється.

Зазвичай, усунення та вирішення дефектів перевищення струму можуть включати наступні кроки:

1. Якщо інвертор працював нормально і тільки іноді повідомляв про дефект перевищення струму у силовому модулі, спочатку спробуйте скинути дефект. Якщо скидання не вдається, силовий модуль може бути пошкоджений і потребувати заміни.
2. Якщо скидання успішне, врахуйте, чи змінилися умови роботи (наприклад, тимчасова перевантаженість/закликання, що призводить до раптового збільшення струму). Якщо це викликано зовнішніми аномаліями, усуньте причину для підтримання стабільної роботи. Якщо зміна була намірною (наприклад, збільшення вимог до навантаження або ударне навантаження), зменшіть стрибки струму, продовжуючи час прискорення, налаштуйте параметри PI шляху швидкості/струму для оптимізації характеристик керування, або увімкніть функцію запобігання закликанню через перевищення струму.
3. Якщо скидання успішне без змін у зовнішніх умовах, перевірте вихідну схему інвертора на наявність коротких замикань або заземлень. Усуньте будь-які знайдені. Якщо немає, спостерігайте за величиною струму протягом всього циклу роботи. Якщо стабільно без значних стрибків, врахуйте електромагнітні завади та перевірте проводку/заземлення.
4. Під час пуско-налагодження, якщо легко виникають дефекти перевищення струму, спочатку перевірте правильність налаштування параметрів інвертора та двигуна, включаючи сумісність потужностей інвертора та двигуна. Якщо налаштування правильні, але дефект залишається, проведіть динамічну ідентифікацію параметрів, щоб забезпечити точність параметрів двигуна.
5. Якщо виникає перевищення струму під час запуску під керуванням V/f, перевірте, чи занадто високе налаштування підсилення моменту, і зменшіть його, якщо потрібно. Також перевірте, чи налаштування V/f кривої нерозумні, і відкоригуйте відповідно.
6. Якщо запуск відбувається, коли двигун свободно обертається, може виникнути перевищення струму. Дочекайтесь, поки двигун повністю зупиниться, або встановіть метод запуску на "запуск з обертання" / "запуск з відстеження обертання".

II. Перевищення напруги

Перевищення напруги також є одним із найпоширеніших дефектів інвертора. Для захисту інвертора, зазвичай, реалізується багаторівневий захист від перевищення напруги. Відповідно до тяжкості, його можна розбити на перевищення напруги на рівні апаратури та перевищення напруги на рівні програмного забезпечення.

Зазвичай, поріг перевищення напруги на рівні апаратури вищий, ніж поріг перевищення напруги на рівні програмного забезпечення, і блокування на рівні апаратури відбувається швидше. Механізм повідомлення про перевищення напруги на рівні апаратури зазвичай такий: використовуючи апаратний компаратор, коли напруга DC шини перевищує поріг апаратури, апаратна схема блокує вихідний сигнал PWM та сигналізує контролер. Програмне забезпечення реагує через переривання, зупиняючи роботу.

Механізм повідомлення про перевищення напруги на рівні програмного забезпечення зазвичай такий: після зразкування напруги DC шини, програмне забезпечення порівнює її з порогом програмного забезпечення. Якщо поріг перевищено, повідомляється про дефект перевищення напруги на рівні програмного забезпечення, і інвертор зупиняється.

Усунення та вирішення дефектів перевищення напруги зазвичай включають:

1. Якщо значна енергія повертається до мережі, перевірте, чи встановлена одиниця резистора гальмівки (BRU) та чи вона відповідає розмірам.
2. Якщо регенеративна енергія невелика, спробуйте продовжити час затухання, щоб зменшити регенерацію, або налаштуйте параметри PI шляху швидкості/струму для поліпшення характеристик керування.
3. Якщо невелика регенерація з тимчасовими стрибками напруги (наприклад, раптове зникнення важкого навантаження) і позиція/час зупинки не є критичними, увімкніть функцію запобігання закликанню через перевищення напруги. Використовуйте обережно, оскільки це може запобігти своєчасному зупиненню; не використовуйте, якщо позиція зупинки є критичною.
4. Якщо регенеративна енергія дуже мала, перевірте, чи надто висока трифазна вхідна напруга.
5. Перевірте, чи двигун приводиться в рух зовнішньою силою (наприклад, перевантаження). Якщо так, усуньте цю силу.

III. Втрата фази на вході

Втрата фази на вході є ще одним відносно поширеним дефектом інвертора. Механізми повідомлення про втрату фази можуть відрізнятися від виробника до виробника, але зазвичай діляться на два типи:

1. Виявлення на рівні програмного забезпечення: зразковуються дві лінійні напруги та перетворюються на фазні напруги. Обчислюється несправедливість фаз, щоб визначити, чи виконуються умови втрати фази.
2. Виявлення на рівні апаратури: спеціальна схема виявляє втрату фази та сигналізує контролер через пін. Програмне забезпечення моніторить стан цього піну, щоб визначити втрату фази.

Якщо виявлена втрата фази, повідомляється про дефект, і інвертор зупиняється (або генерує сигнал тривоги в деяких випадках).

Усунення та вирішення зазвичай включають:

1. Перевірте цілісність та надійність з'єднань трифазного вхідного живлення.
2. Переконайтеся, що всі фази вхідного живлення присутні (немає перегорілих предохранителів, відкритих автоматів).
3. Якщо пункти 1 і 2 підтверджено, моніторте вхідне живлення та перевірте логіку керування на наявність послідовностей автоматичного відключення/з'єднання.

IV. Перевантаження інвертора

Перевантаження інвертора є дефектом, який іноді повідомляється. Механізми повідомлення можуть відрізнятися, але зазвичай вони такі:

1. Метод накопичення тепла: Програмне забезпечення обчислює значення накопичення тепла на основі струму (і, можливо, інших факторів) з часом, порівнюючи його з проектним порогом. Перевищення порогу викликає дефект перевантаження та зупинку.
2. Обернена характеристика часу: На основі кривої перевантаження, розробленої для інвертора, програмне забезпечення обчислює, скільки часу дозволяється конкретна величина перевищення струму. Таймер запускається при виникненні перевищення струму; перевищення дозволеного часу викликає дефект та зупинку.

Усунення та вирішення зазвичай включають:

1. Перевірте, чи цикл роботи навантаження (часи включення/виключення) відповідає кривій перевантаження інвертора. Налаштуйте або зменшіть струм навантаження, щоб уникнути перевищення обмежень за тривалістю кривої.
2. Перевірте, чи перевищує потужність двигуна неперервну номінальну навантаження інвертора. Якщо навантаження дійсно велике, виберіть інвертор більшої потужності.

V. Закликання двигуна

Закликання двигуна є ще одним дефектом, який іноді повідомляється інверторами. По суті, інвертор дає команду двигуну досягти певної швидкості і виводить значний момент, але двигун не обертається правильно, залишаючись у стані закликання.

Умови, які зазвичай необхідні для виклику дефекту закликання двигуна:

1. Струм зворотного зв'язку моменту перевищує встановлений поріг закликання і ця умова триває довше, ніж встановлений час закликання.
2. Протягом цього періоду фактична швидкість двигуна нижча, ніж встановлений поріг частоти закликання.
3. Інвертор не працює в режимі V/f (оскільки V/f не має зворотного зв'язку швидкості, детекція закликання неможлива).

Усунення та вирішення дефектів закликання двигуна зазвичай включають:

1. Перевірте, чи фізична сила зовні блокує обертання двигуна. Усуньте причину.
2. Налаштуйте параметри частоти закликання та порогу струму закликання відповідно до потреб застосування.
3. Перевірте, чи перевищує потужність двигуна/навантаження можливості інвертора. Якщо так, виберіть відповідно розмірений інвертор.