Các lỗi chung của bộ chuyển đổi và giải pháp
- Hư hỏng quá dòng
Quá dòng là một trong những lỗi phổ biến nhất gặp phải trong quá trình hoạt động của bộ biến tần. Để bảo vệ tốt hơn cho bộ biến tần, thường được thực hiện bảo vệ đa cấp chống quá dòng. Dựa trên mức độ nghiêm trọng của quá dòng, nó có thể được phân loại thành các trường hợp sau: quá dòng mô-đun điện, quá dòng phần cứng và quá dòng phần mềm. Thông thường, quá dòng mô-đun điện là lỗi cấp cao nhất. Ngưỡng quá dòng phần cứng thấp hơn nhiều so với ngưỡng quá dòng mô-đun điện nhưng cao hơn ngưỡng quá dòng phần mềm. Về tốc độ phản hồi, chặn phần cứng nhanh hơn so với phần mềm.
Cơ chế báo cáo cho quá dòng mô-đun điện thường như sau: Thiết kế phần cứng kích hoạt tín hiệu FAULT ở phía sơ cấp của optocoupler để đảo ngược khi dòng dẫn IGBT vượt xa ngưỡng quá dòng phần cứng (thông thường không vượt quá 6 lần dòng định mức của IGBT). Mạch phần cứng sau đó chặn đầu ra sóng PWM và đồng thời truyền tín hiệu này đến chân của chip điều khiển. Phần mềm phản hồi tín hiệu này qua ngắt, ngay lập tức tắt và chặn hoạt động tiếp theo.
Cơ chế báo cáo cho quá dòng phần cứng thường như sau: Sử dụng mạch so sánh phần cứng, khi phát hiện dòng vượt ngưỡng quá dòng phần cứng, mạch phần cứng chặn đầu ra sóng PWM và truyền tín hiệu lỗi đến chân của chip điều khiển. Phần mềm phản hồi qua ngắt, ngay lập tức tắt.
Cơ chế báo cáo cho quá dòng phần mềm thường như sau: Sau khi lấy mẫu dòng ba pha, phần mềm tính toán giá trị RMS. Giá trị RMS này được so sánh với ngưỡng quá dòng phần mềm. Nếu vượt ngưỡng, lỗi quá dòng phần mềm được báo cáo và bộ biến tần tắt.
Thông thường, khắc phục và giải quyết lỗi quá dòng có thể bao gồm các bước sau:
- Nếu bộ biến tần đã hoạt động bình thường và thỉnh thoảng báo lỗi quá dòng mô-đun điện, trước tiên hãy thử đặt lại lỗi. Nếu đặt lại không thành công, mô-đun điện có thể bị hỏng và cần thay thế.
- Nếu đặt lại thành công, xem xét liệu điều kiện hoạt động có thay đổi hay không (ví dụ: quá tải/giảm tốc tạm thời gây ra dòng cao đột ngột). Nếu do sự cố bên ngoài, loại bỏ nguyên nhân để duy trì hoạt động ổn định. Nếu thay đổi là có chủ đích (ví dụ: tăng nhu cầu tải hoặc tải tác động), giảm dòng đột biến bằng cách kéo dài thời gian tăng tốc, điều chỉnh các tham số PI của vòng điều khiển tốc độ/dòng để tối ưu hóa hiệu suất điều khiển, hoặc bật chức năng ngăn chặn quá dòng do giật.
- Nếu đặt lại thành công mà không có thay đổi về điều kiện bên ngoài, kiểm tra mạch đầu ra của bộ biến tần để tìm lỗi chạm đất hoặc ngắn mạch. Loại bỏ nếu có. Nếu không tồn tại, quan sát mức độ dòng trong suốt chu kỳ hoạt động. Nếu ổn định và không có đột biến đáng kể, xem xét nhiễu điện từ và kiểm tra dây/cách điện.
- Khi khởi chạy, nếu lỗi quá dòng xảy ra dễ dàng, trước tiên hãy xác minh cài đặt chính xác cho cả tham số bộ biến tần và động cơ, bao gồm việc khớp công suất giữa bộ biến tần và động cơ. Nếu cài đặt đúng và công suất phù hợp nhưng lỗi vẫn tồn tại, thực hiện nhận dạng tham số động học để đảm bảo độ chính xác của tham số động cơ.
- Nếu quá dòng xảy ra trong quá trình khởi động dưới chế độ điều khiển V/f, kiểm tra xem cài đặt tăng cường mô-men có quá cao không và giảm nếu cần thiết. Ngoài ra, kiểm tra xem cài đặt đường cong V/f có hợp lý không và điều chỉnh tương ứng.
- Nếu khởi động trong khi động cơ đang tự do quay, có thể xảy ra quá dòng. Đợi cho động cơ dừng hoàn toàn trước khi khởi động, hoặc đặt phương pháp khởi động là khởi động bay/phát hiện quay.
II. Lỗi quá áp
Quá áp cũng là một trong những lỗi phổ biến nhất của bộ biến tần. Để bảo vệ bộ biến tần, thường được thực hiện bảo vệ đa cấp chống quá áp. Dựa trên mức độ nghiêm trọng, nó thường được phân loại thành quá áp phần cứng và quá áp phần mềm.
Thông thường, ngưỡng quá áp phần cứng cao hơn ngưỡng quá áp phần mềm, và chặn phần cứng nhanh hơn. Cơ chế báo cáo cho quá áp phần cứng thường là: Sử dụng mạch so sánh phần cứng, khi điện áp DC bus vượt ngưỡng phần cứng, mạch phần cứng chặn đầu ra PWM và gửi tín hiệu đến chip điều khiển. Phần mềm phản hồi qua ngắt, tắt.
Cơ chế báo cáo cho quá áp phần mềm thường là: Sau khi lấy mẫu điện áp DC bus, phần mềm so sánh nó với ngưỡng phần mềm. Nếu vượt ngưỡng, lỗi quá áp phần mềm được báo cáo và bộ biến tần tắt.
Khắc phục và giải quyết lỗi quá áp thường bao gồm:
- Nếu năng lượng tái sinh đáng kể trở về lưới, kiểm tra xem có lắp đặt bộ kháng hãm (BRU) và kích thước phù hợp hay không.
- Nếu năng lượng tái sinh vừa phải, thử kéo dài thời gian giảm tốc để giảm tái sinh, hoặc điều chỉnh các tham số PI của vòng điều khiển tốc độ/dòng để cải thiện hiệu suất điều khiển.
- Nếu tái sinh vừa phải với đột biến điện áp tạm thời (ví dụ: mất tải nặng đột ngột) và vị trí/thời gian dừng không quan trọng, bật chức năng ngăn chặn quá áp do giật. Sử dụng cẩn thận vì nó có thể ngăn chặn việc tắt kịp thời; không sử dụng ở nơi vị trí dừng là quan trọng.
- Nếu năng lượng tái sinh rất thấp, kiểm tra xem điện áp đầu vào ba pha có quá cao không.
- Kiểm tra xem động cơ có bị lực bên ngoài tác động (ví dụ: tải quá lớn). Nếu có, loại bỏ lực này.
III. Thiếu pha đầu vào
Thiếu pha đầu vào là một lỗi khác tương đối phổ biến của bộ biến tần. Cơ chế báo cáo khác nhau tùy theo nhà sản xuất/mẫu nhưng thường thuộc hai loại:
- Phát hiện dựa trên phần mềm: Hai điện áp đường dây được lấy mẫu và chuyển đổi thành điện áp pha. Sự mất cân bằng pha được tính toán để xác định xem có thỏa mãn điều kiện thiếu pha hay không.
- Phát hiện dựa trên phần cứng: Mạch chuyên dụng phát hiện thiếu pha và gửi tín hiệu đến chip điều khiển qua chân. Phần mềm theo dõi trạng thái của chân này để xác định thiếu pha.
Nếu phát hiện thiếu pha, lỗi được báo cáo và bộ biến tần tắt (hoặc tạo cảnh báo trong một số trường hợp).
Khắc phục và giải quyết thường bao gồm:
- Kiểm tra tính toàn vẹn và an toàn của kết nối nguồn điện ba pha.
- Xác minh rằng tất cả các pha nguồn điện đầu vào đều có (không có cầu chì cháy, cầu dao nhảy).
- Nếu cả 1 & 2 đều được xác nhận OK, theo dõi nguồn điện đầu vào và kiểm tra logic điều khiển cho bất kỳ chuỗi ngắt/kết nối tự động nào.
IV. Quá tải bộ biến tần
Quá tải bộ biến tần là lỗi thỉnh thoảng được báo cáo. Cơ chế báo cáo khác nhau nhưng thường là:
- Phương pháp tích lũy nhiệt: Phần mềm tính toán giá trị tích lũy nhiệt dựa trên dòng (và có thể các yếu tố khác) theo thời gian, so sánh nó với ngưỡng thiết kế. Vượt ngưỡng kích hoạt lỗi quá tải và tắt.
- Đặc tính nghịch thời gian: Dựa trên đường cong quá tải được thiết kế của bộ biến tần, phần mềm tính toán thời gian cho phép cho một mức quá dòng cụ thể. Thời gian bắt đầu khi quá dòng xảy ra; vượt quá thời gian cho phép kích hoạt lỗi và tắt.
Khắc phục và giải quyết thường bao gồm:
- Kiểm tra xem chu kỳ tải (thời gian ON/OFF) có tuân theo đường cong quá tải của bộ biến tần không. Điều chỉnh hoặc giảm dòng tải để tránh vượt quá giới hạn thời gian của đường cong.
- Kiểm tra xem công suất động cơ có vượt quá công suất tải liên tục của bộ biến tần không. Nếu tải thực sự lớn, chọn bộ biến tần công suất cao hơn.
V. Giật động cơ
Giật động cơ là lỗi khác thỉnh thoảng được báo cáo bởi bộ biến tần. Về cơ bản, bộ biến tần chỉ đạo động cơ đạt đến một tốc độ cụ thể và tạo ra mô-men xoắn đáng kể, nhưng động cơ không quay đúng, vẫn ở trạng thái giật.
Điều kiện thường yêu cầu để kích hoạt lỗi giật động cơ:
- Dòng mô-men phản hồi vượt quá ngưỡng dòng giật được thiết lập và tình trạng này kéo dài hơn thời gian giật được thiết lập.
- Trong khoảng thời gian này, tốc độ động cơ thực tế thấp hơn ngưỡng tần số giật được thiết lập.
- Bộ biến tần không hoạt động ở chế độ điều khiển V/f (vì V/f không có phản hồi tốc độ, không thể phát hiện giật).
Khắc phục và giải quyết lỗi giật động cơ thường bao gồm:
- Kiểm tra xem có lực bên ngoài vật lý ngăn chặn quay của động cơ không. Loại bỏ nguyên nhân.
- Điều chỉnh các tham số tần số giật và ngưỡng dòng giật theo nhu cầu của ứng dụng.
- Kiểm tra xem công suất động cơ/tải có vượt quá khả năng của bộ biến tần không. Nếu có, chọn bộ biến tần kích thước phù hợp.
