一种保护变频器的控制方法

郑东胜

摘 要：变频器是电动机或压缩机控制中非常重要的一部分，受到各单位的广泛关注。在变频器运行过程中，其安全性受诸多因素的影响，如何让变频控制系统稳定、可靠地运行具有重要意义。主要探讨了在电源突然断电后重新上电，如何把风机或者是压缩机对电源电路的冲击减到最低。在这里介绍一种电源控制保护电路，为相关工作者提供参考。

关键词：变频器；保护控制；压缩机；实现方案

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.112

1 变频器保护控制系统

变频器是应用变频技术和微电子技术，利用电动机工作电源的频率改变实现对交流电动机控制的电气设备。我们初步把控制系统分成输入电源、整流部分、滤波稳压部分、半波采样电路和控制部件等电路单元。

整流电路的输入端与交流电源相连，将电源提供的交流电源整流成为直流电源。滤波稳压电路与整流单元的输出端相连，对直流电进行滤波稳压处理，以输出直流电供给风机或者是压缩机。限流电路对风机的供电回路的冲击电流进行限制，半波电压采样单元与整流单元的输入端相连，并对交流电进行半波采样，以获得电压采样值。控制部件分别与限流单元和半波电压采样单元相连，并根据电压采样值判断交流电源异常断电时控制限流单元进行工作，如图1所示。

2 变频器对电动机或压缩机的保护功能

变频器对风机或压缩机的保护主要有过电压保护、欠电压保护、过电流保护、缺相保护、反相保护、过负荷保护、接地保护、短路保护和超频保护等。下面就这几类保护方式进行简单的介绍。

2.1 过電压保护

变频器能够在输出电压超过额定电压的110%～115%时起保护停机作用，能有效防止电动机故障。这就是变频器的电压检测功能所发挥的作用。变频器通过调整输出电压，防止风机或压缩机超压运行，起到保护风机或压缩机的作用。

2.2 欠电压保护

变频器利用电压自检功能，对输出电压自动调整，当电机的实际工作电压达不到额定电压的85%时，风机或压缩机将停止工作，从而有效防止风机或压缩机损坏。

2.3 过电流保护

变频器利用电流检测功能，当风机或压缩机的实际工作电流大于额定值的1.5倍3 s，或者大于额定电流的2倍10 μs时，风机或压缩机停止工作，以防止风机或压缩机烧毁。

2.4 缺相保护

变频器能够监测输出电压，当输出电压出现缺相故障时，变频器发出警报，5 min后（此时间可以由用户在参数中设定）停机。

2.5 反相保护

变频器只能让风机或压缩机朝一个方向旋转，不能改变风机或压缩机的旋转方向。只有当电气工作人员改变风机或压缩机的电源相序时，才会使得风机或压缩机的旋转方向改变。

2.6 过负荷保护

变频器能有效监测风机或压缩机工作电流，当风机或压缩机工作电流大于风机或压缩机额定电流的1.2倍1 min时（反时限特性），变频器保护进行停机。

2.7 接地保护

发生缺相（一相或两相）接地时，变频器会发出警报。这是由于变频器带有专门的接地保护电路，通常由接地保护互感器和继电器构成。

2.8 短路保护

当变频器输出发生短路现象后，必然引起过电流，当变频器检测到过电流后，在10 μs内变频器保护停机。

2.9 超频保护

变频器可调频率有一定的范围，即可调频率有最小频率值和最大频率值。通过输出频率限制范围实现超频保护作用。

3 变频器保护控制方法

目前控制风机或者压缩机的电路没有图2中的部分电路，例如图2中的位置3、位置4、位置5的电路。当图2中的位置6的风机或者是压缩机突然断电又突然上电，容易导致前级电源烧坏，严重时导致电控部件起火，引起火灾。增加图2中位置3、位置4、位置5的电路，能解决风机或压缩机异常断电上电对电路的破坏问题。在交流输入整流后，增加一个半波电压采样电路和一个继电器控制主回路电源电路，当该电路电源突然断电后又重新上电时，在E1电解电容上面会产生冲击电流，如图3所示的高电流位置。此电流非常容易烧坏前面的整流滤波电路，如图3中的高电压位置。

通过新增加图2位置3的电路加以控制，同时在R1和R2间取一个DC电压，设定采样电压值为212 V以上为正常电压。当VacLVP的值小于212 V，并且持续的时间达到10 ms判断异常，异常时间持续10 ms（可以根据需要设定），断开芯片MCU的输出，即断开控制的RY1的控制电源，此时电流全部从R3上面流过。R3此时发挥限流作用，使得产生的异常电流就比较小，此时在E1电解电容上面就不会形成比较大的冲击电流，当瞬间大电流结束后，及时闭合RY1，保证电源稳定工作即可。延时的时间可以根据实际需要设定，建议设为10 s，如图4所示。

4 结束语

随着科学技术的发展，变频器的使用也将会越来越广泛，无论是工业设备上还是家用电器上都将会使用到变频器。但是变频器损坏的概率比较高，既有设计的问题，也有使用的问题，

还有未考虑到的问题。本文主要是探讨了使用中的问题，即风机在突然断电后立即上电所产生问题的解决方案。通过仿真和实际应用，前级电源的电流冲击基本消失，目前该电路方式已经开始在一些产品上有所使用，效果非常明显，值得推广。

参考文献

[1]蒋雪峰，黄文新，李洁.一种新型高压大功率变频器[J].变频器世界，2012（04）.

[2]张文勇，张明辉，田新峰，等.高压变频器在烧结机主抽风机上的应用[J].变频器世界，2015（01）.

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〔编辑：王霞〕