轻载过电流是变频调速系统特有的一种故障现象,其原因是变频器在 U/f 控制模式下运行时电动机磁路不稳定造成。
①变频调速系统运行在低频(fx 下降)时,由于输出电压 Ux 下降,电动机绕组电阻压降 I1r1 所占比例增加、反电动势 E1 所占比例减小,系统压频比与磁通随之减小、导致电动机输出转矩减小。为提高变频器在低频时的带负载能力,通常采取转矩补偿措施,即提高系统压频比 U/f(也叫转矩提升)。
②变频调速系统参数预置时通常以运行时带最大负载来设定压频比 U/f。在系统最大负载时电流 I1 与电阻压降 ΔUr 都很大、需转矩补偿量也较大;但轻负载时电流 I1 与电阻压降 ΔUr 相对较小,将因“过补偿”导致电动机磁路饱和。电动机磁路饱和程度也随负载轻重变化而变化,从而造成磁路不稳定。
电动机磁路饱和时,磁通与励磁电流波形如图6-13 所示:图6-13(a) 为磁化曲线;图6-13(b) 为磁通波形(因磁路饱和使磁通波形上面被“削平”为平顶波);图6-13(c) 为励磁电流波形。由图6-13(c) 可见电动机励磁电流 i0 波形发生严重畸变、是峰值很高的尖峰波。电动机磁路越饱和,励磁电流畸变越严重、峰值越大。虽励磁电流尖峰波电流变化率 di/dt 很大、但有效值不一定很大,其尖峰波值可导致电动机在负载很轻时变频器却发生过电流保护动作。电动机磁路饱和引起的过电流保护动作主要发生在低频、轻载情况下。
图6-13 磁路在饱和区工作时的励磁电流