（已结帖）工控求职面试题擂台第二十二期—变频器过流、过载和过热现象 点击：1609 | 回复：33
擂台一：变频器过流的原因有哪些？ 相关改进和保护措施有哪些？请详细回答，附有相关图形解释并回答最完整的更佳！
擂台二：请归纳一下变频器过流、过载和过热的保护对象是什么？归纳的最详细最完整的或大奖！
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擂台一：变频器过流的原因有哪些？ 相关改进和保护措施有哪些？请详细回答，附有相关图形解释并回答最完整的更佳！
一、过电流的原因
1、工作中过电流 即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方面:
① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加.
② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等.
③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。
4、升速时过电流 当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。
5、降速中的过电流 当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引起过电流。因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。
二、处理方法
1、 起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查
① 工作机械有没有卡住
② 负载侧有没有短路，用兆欧表检查对地有没有短路
③ 变频器功率模块有没有损坏
④ 电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来
2、 起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查
① 升速时间设定太短，加长加速时间
② 减速时间设定太短，加长减速时间
③ 转矩补偿（U/F比）设定太大，引起低频时空载电流过大
④ 电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变频器误动作
擂台二：请归纳一下变频器过流、过载和过热的保护对象是什么？归纳的最详细最完整的或大奖！
过流保护就是要保护的电路，当电流超过设定值时，自动断开电路，相当于保险丝的功能。
过热保护是指被保护的系统，当温度超过设定值时,自动切断电路,如一些设计比较完善的电熨斗,平时当温度达到温控开关设定的温度时能自动切断电源,使电熨斗的温度在设定范围内,但如果这个温控开关发生故障,电熨斗温度就会持续上升,引发火灾等事故,为了防止这一现象的发生,电熨斗中另外加了过热保护.。
过载保护,如电动机在带动工作机工作时,有时工作机由于某种原因摩擦增大,使电动机的工作电流大大增加,电动机就会发出大量的热,极易烧毁.为了防止这一事故,常在电动机工作的电路中加入过载保护装置.
从保护的原理上看,过流保护与过载保护的方法基本相似.一般都是电流过大时切断电路.
对于我们常常用的变频器，过流是指变频器过流。即变频器的输出电流或直流回路的电流超过了额定值。对于过流保护，变频器在出厂前已经整定好，用户一般不能自行设定。
过载指的是电动机的过载。由于相同的变频器所带的电动机容量不一定一样，电动机所带负荷的特点也各不相同，故过载保护是由用户根据电动机及负载的情形来整定的。
过热保护的范围较广，各种变频器所设置的保护内容不尽一样。概括起来，有：大功率晶体管过热、冷却风扇的电机过热以及环境温度过高等。过热保护也是在出厂前整定好的。
过流保护，在我做过的项目中，1有使用过电流继电器+电流互感器来保护设备的；2有使用熔断器熔保护线路和使用快熔包括二极管和晶闸管的。
过载保护，负载过重引起设备自动跳闸保护，厂家的就是电机过载，比如堵转造成负载过重。变流器或者空气断路器都会保护。
过热保护，由于电流增大，是的保护设备温度上升，达到一定的限值就保护，厂家的就是热继电器。
三者保护都有一定的延时，不同等级延时时间也有所不同
擂台一：变频器过流的原因有哪些？ 相关改进和保护措施有哪些？请详细回答，附有相关图形解释并回答最完整的更佳！
一 过流的原因主要是变频器的输出力矩和负载的力矩不匹配，也就是平常说的小马拉大车
二 负载的机械异常，我是我们平时说的机械卡死
三 供电电源不稳定，也就是我平常说的三相电源不平衡和欠压
四 负载惯性比较大的时候没有设置好一个正确的启动模式和停止模式。
五 变频器自身存在故障，不能很好完成整流和逆变的的一个过程。
我针对以上五个可能出现的原因做一个个人的解决方法的总结
变频器的输出力矩和负载的力矩不匹配，我觉得如果是负载比较大的话还是应该选择与之相匹配的变频器，我选择变频器的
时候一般都会考虑容量高出负载电流的20%左右，我觉得这样做的目的主要是当负载在某个时段出现变化的时候，变频器本身
的承受能力能达到这个要求，可以延长变频器的使用寿命，再一个20%的话相对的损耗功率不会很大，毕竟电机不会一直都
满负荷运转。
机械卡死，对于机械卡死的现象那就应该是排除机械故障，排除完机械故障后，应该加强对机械设备的管理，要对机械设备做好定时定点的加油和巡查巡检工作，只要是设计合理的机械，大部份的机械设备问题，都是出现在润滑不好的前提下，润滑不好势必会加快机械部件的磨损和老化。
供电电源不稳定，也就是我平常说的三相电源不平衡和欠压，这样的话可以在变频器输入侧加入一个三相的电抗器，走到平波的和改善功率因数的作用
负载惯性比较大的时候没有设置好一个正确的启动模式和停止模式。设置好转矩提升功能。选择好的一个启动和停止的模式，设置好启动停止的时间改善输出特性（V/F特性）。
变频器自身存在原因那肯定是得送修。
变频器过流一定要在变频的输入端选用与之相匹配的空气开关，输出端加装热继电器，从而达到保护电机和变频器的目的。
擂台二：请归纳一下变频器过流、过载和过热的保护对象是什么？归纳的最详细最完整的或大奖！
变频器过流，过载所保护的对象主要是变频器本身的主电路部份，也是就晶闸管，当然变频器过流后势必变频器就会报故障
停止工作，从而达到对电机的一个保护。
过热的保护还是侧重于对电机的保护，过热的保护应该是变频器输出侧加装了热继电器，热继电器动作后给一个故障信号给变频器能很好的保护好变频器和负载。当然有必要的话还可以在变频器的输入和输出侧都加装与之匹配的熔断器，但这个的前提是变频器突然停下来后不会对人的安全和生产的安全造成威胁。
以上是我的个人观点，有什么不对的地方请各位老师指正，谢谢大家
1、 外部原因：
（1） 由于电机负载突变，引起大的冲击电流而过电流保护动作。此时应采取措施限制负载突变或使用更大容量的变频器，以增加变频器的动态响应能力，而避免频繁跳机。
（2） 变频器电源侧缺相、输出侧断线、电动机故障（相间绝缘破坏、匝间短路、对地短路）等引起的过电流和接地故障。
（3） 受电磁干扰的影响，电机的漏电流大，产生轴电流、轴电压，引起变频器的过电流、过热和接地保护动作。
（4） 在电机绕组和外壳之间，电缆和大地之间存在着寄生电容而会有高频漏电流流向大地，引起过电流故障。
（5） 在变频器的输出侧有功因校正电容或浪涌吸收装置。
（6） 变频器控制电路受电磁干扰，导致电路误动作而引发的过电流或过负载。
（7） 变频器容量选择不当，与负载特性不匹配，引起工作异常、过电流、过载、甚至故障损坏。
（8） 电源电压过低或主回路电压过低而引起的输出电流过大。
2、本身原因：
（1)变频器参数设置不正确。变频器容量设置不正确、加速时间太短、PID调节器的PI参数设定不合理，超调过大，造成输出电流振荡等引起的过电流或过负载；电机参数设置不当引起的电机过负载等。
（2)变频器本身原因最主要是其内部硬件出现故障。如电流传感器、取样电阻或检测电路等。该处传感器波形类似于正弦波，若波形不对或无波形，即为传感器损坏，应更换之。过流保护用的检测电路是模拟运放电路可测试其工作点正常否。另外，如逆变侧元器件损坏引起的过电流接地保护动作；受电磁干扰引起的错误动作等也应予以考虑。
一般可通过延长加减速时间、减少负载突变、加强绝缘水平、外加EMC滤波器、更换合适的变频器等方式来解决。
过热保护是指被保护的系统，当温度超过设定值时,自动切断电路,如一些设计比较完善的电熨斗,平时当温度达到温控开关设定的温度时能自动切断电源,使电熨斗的温度在设定范围内,但如果这个温控开关发生故障,电熨斗温度就会持续上升,引发火灾等事故,为了防止这一现象的发生,电熨斗中另外加了过热保护.。
过载保护,如电动机在带动工作机工作时,有时工作机由于某种原因摩擦增大,使电动机的工作电流大大增加,电动机就会发出大量的热,极易烧毁.为了防止这一事故,常在电动机工作的电路中加入过载保护装置.
从保护的原理上看,过流保护与过载保护的方法基本相似.一般都是电流过大时切断电路.
对于我们常常用的变频器，过流是指变频器过流。即变频器的输出电流或直流回路的电流超过了额定值。对于过流保护，变频器在出厂前已经整定好，用户一般不能自行设定。
过载指的是电动机的过载。由于相同的变频器所带的电动机容量不一定一样，电动机所带负荷的特点也各不相同，故过载保护是由用户根据电动机及负载的情形来整定的。
过热保护的范围较广，各种变频器所设置的保护内容不尽一样。概括起来，有：大功率晶体管过热、冷却风扇的电机过热以及环境温度过高等。过热保护也是在出厂前整定好的。
擂台一：变频器过流的原因有哪些？ 相关改进和保护措施有哪些？请详细回答，附有相关图形解释并回答最完整的更佳！
过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容许值的情形，由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过电流保护是至关重要的一环,迄今为止,已发展得十分完善.
(1) 过电流的原因
1、工作中过电流 即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方面:
① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加.
② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等.
③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。
2、升速时过电流 当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。
3、降速中的过电流 当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引起过电流。因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。
过载保护指负荷电流超过设计的整定值后,保护回路按照“反时限”的原则，对设备的供电回路进行切断的一种保护方式。
就是说因为某种原因，负荷电流超过设计的整定值后，超过的数值越大，保护电路切断电路的时间就越快，超过的数值越小，保护电路切断电路的时间就越长。这就是过载保护。
过热保护这是一种类似于我们电工常用的热继电器，也就是说电流通过热继电器时，热继电器会产生热量，里面的双金属片会因为热膨胀系数不一样而发生弯曲变形，到了设定的变形条件，过继电器就会断开电路，我想热水器的保护和这个差不多，只是把热继电器换成感温装置或温控开头。
变频器过流与过载的原因分析
一、过电流跳闸及原因分析
变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。
1 短路故障
（ 1 ）故障特点
a ）第一次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往往一升速就跳闸。
b ）具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。
（ 2 ）判断与处理
第一步，首选要判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可在输入侧接入一个电压表，重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“ 0 ”的迹象，则说明变频器的输出端已经短路或接地。
第二步，要判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。这时，应将变频器输出端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不再跳闸，则说明是变频器外部短路，应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。
2、轻载过电流负载很轻，却又过电流跳闸。
这是变频调速所特有的现象。在 V/F 控制模式下，存在着一个十分突出的问题：就是在运行过程中，电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于：
低频运行时，为了能带动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高 U/f 比，也叫转矩提升）。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整 U/f 比。
3 重载过电流
（1）故障现象
有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。
（2）解决方法
a）首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。
b）如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比？适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免出现带不动的情况。如无法加大传动比，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。
4. 升速或降速中过电流
这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下：
（1）延长升（降）速时间
首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。
（2）准确预置升（降）速自处理（防失速）功能
变频器对于升、降速过程中的过电流，设置了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预置的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。
电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。
过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流。
1 过载的主要原因
（1）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并可从显示屏上读取运行电流来发现。
（2）三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其特点是电动机发热不均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流）。
（3）误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致跳闸。
2 检查方法
（1）检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先应检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预置值。
如果电动机的温升过高，而所出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重。这时，首先应能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比。如果传动比无法加大，则应加大电动机的容量。
（2）检查电动机侧三相电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不平衡，则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部。
如变频器输出端的电压平衡，则问题在从变频器到电动机之间的线路上，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器，则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧，以及触点的接触状况是否良好等。
如果电动机侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的工作频率：
如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低 U/f 比，如果降低后仍能带动负载，则说明原来预置的 U/f 比过高，励磁电流的峰值偏大，可通过降低 U/f 比来减小电流；如果降低后带不动负载了，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制方式。
变频器过流故障的原因
根据变频器过流故障显示，可从以下几方面寻找原因。
（1）工作中过流，即电机拖动系统在工作过程中出现过流。
其原因大致有以下几方面：
● 一是电动机遇到冲击负载或传动机构出现“卡住”现象，引起电动机电流的突然增加；
● 二是变频器输出侧发生短路(如图所示)，如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路，或电动机内部发生短路等、接地(电机烧毁、绝缘劣化、电缆破损而引起的接触、接地等)；
变频器输出侧短路
● 三是变频器自身工作不正常，如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。如环境温度过高，或逆变器元器件本身老化等原因，使逆变器的参数发生变化，导致在交替导通过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”（如图所示），使直流电压的正、负极间处于短路状态。
桥臂直通故障
（2）升速、降速时过流：当负载的惯性较大，而升速时间或降速时间又设定得太短时，也会引起过流。在升速过程中，变频器工作频率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大；在降速过程中，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以使转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过流。
（3）变频器上电或一运行就过流。这种保护大部分是因变频器内部故障引起的，若负载正常，变频器仍出现过流保护，一般是检测电路所引起，类似于短路故障的排除，如电流传感器、取样电阻或检测电路等。该处传感器波形如图所示，其包络类似于正弦波，若波形不对或无波形，即为传感器损坏，应更换之。
传感器的波形图
过流保护用的检测电路是模拟运放电路，如图所示。在静态下，测a点的工作电压应为2.4v，若电压不对即为该电路有问题，应查找原因予以排除。r4为取样电阻，若有问题也应更换之。
过流检测电路
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