ABB 厂家ACS800 变频器两种不同控制方式的选择及优越性和常见故障的解决方案

李银春

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司 宁夏银川 751400

1 变频器的基本原理和组成

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF 变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4 个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT 三相桥式逆变器，且输出为PWM 波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率[1]。

2 以下ABB 厂家ACS800 变频器为例在实际应用中，两种控制方式的选择及优越性和常见故障的解决方案

ABB 厂家ACS800 变频器控制的电机在低温工作环境中工作比较严格，经常有过电流、电机过温、电机缺相、直流过电压等故障引起的跳车，甚至温度过高烧毁电机。为了改善这方面的缺陷，可以修改变频器的控制方式。

2.1 直接转矩控制（DTC）控制的优越性

ABB 厂家的ACS800 变频器，其中在大负荷设备起动时，造成低压母线上所挂负荷电机等跳车，可以修改控制方式。（其中，由于DTC 控制的负载能力强，响应快，所以将ACS800 变频器控制方式从标量控制改为直接转矩控制（DTC）控制）。典型的讲：传动单元是以使电机磁通矢量按圆形旋转的模式来控制电机磁通的。在大部分情况下，这是适用的。但当在弱磁点之上操作时（弱磁点FWP 值典型为50 或60HZ），不可能达到100%的输出电压，传动单元的尖峰负载能力要低于全电压时的负载能力。如果选择六角形磁通控制，则在弱磁点以下，选择圆形磁通旋转模式；而在弱磁范围内则按六角形模式控制。当频率从FWP100%增加到120%时，应用模式也逐渐改变。使用六角形磁通模式，能够达到最高输出电压，并且尖峰负载能力要比圆形旋转磁通模式时高，但在1·FWP1.6·FWP 的范围内，由于损耗增加，连续负载能力会低于圆形旋转磁通模式[2]。

2.2 给电机植入热敏电阻

更改控制方式后，两种方法采集电机的实际温度。①在靠近电机主轴的前轴出植入热敏电阻②在电机的绕组上植入热敏电阻。

由于变频器传动控制板RMIO 用作电机温度测量接口时是与传感器连接的，与电机测温不能匹配，因此通过热敏电阻来采集电机温度信号。将一个电机热敏电阻（PTC）接到由传动单元提供的+24VDC 电压和数字输入DI6 之间，可以检测电机的过温现象。电机运行于正常温度时，该热敏电阻的电阻值应小于1.5Kohm（5mA 电流）。如果该热敏电阻的电阻值超过4kohm，传动单元将停止电机并发出故障指示。

2.3 SCALAR 标量控制模式适合于不能使用DTC 控制的一些特殊场合

在下述情况下推荐使用标量控制：

（1）用于电机数可变的、多台电机的场合。多电机传动：①负载不是有两台电机均衡负担，②电机功率不同，或③在电机辨识之后准备更换电机。

（2）当电机的额定电流小于ACS800 变频器额定输出电流的1/6。

（3）传动单元在使用时未与电机连接；

（4）传动单元通过升压变压器驱动中压电机。

然而，在标量控制模式下，传动单元的某些性能将无法得到。

2.4 DTC 控制模式下的说明

热保护基于对电机热模型的计算。在计算时用到下列假设：

（1）ACS800通电时，电机处于估计温度（断电后信号保存值）。而第一次通电时，电机的温度为环境温度30℃。

（2）如果电机在负载曲线（用8 个参数定义的）上部区域运行，电机温度将升高。

（3）如果电机在负载曲线下部区域运行，电机温度会降低。仅适用于电机过热的情况。

3 常见典型故障的告警及解决方法

3.1 DC OVERVOLT 中间电路直流电压过高

直流过电压跳闸极限是1.3-1.35 倍U1max（主电源电压范围的最大值）。检查过电压控制器处于开状态。检查主电源的静态或瞬态过压。检查制动斩波器和电阻器。检查减速时间，使用自由停车功能。

3.2 MOTOR PHASE 电机缺相

可能由于电机故障、电机电缆故障、热敏继电器故障或内部故障引起。检查电机和电机电缆。检查热敏继电器。检查故障功能参数，取消这个保护。

3.3 OVERCURRT 并行连接的逆变模块的过流故障

检查电机负载。检查加速时间。检查电机和电机电缆（包括相序）。检查电机额定值，确定电机模型是正确的。

3.4 SUPPLY PHASE 中间电路直流电压震荡

可能由于主电源缺相、保险丝熔断或整流桥内部故障。当直流电压脉动为直流电压的13﹪时，发生跳闸。检查主电源熔断器。检查主电源是否平衡[3]。

其它关于ACS800 变频器的控制盘基本操作、参数设置、应用宏程序、可编程的保护功能、预设的故障保护、实际运行信号参数、故障跟踪等，就不依依介绍了。

4 结语

要处理变频器问题要从多方面考虑，认知变频器。掌握变频器性能、把变频器的功能发挥到最大。以上仅单单介绍了ABB 厂家ACS800 变频器从标量控制改为直接转矩控制（DTC）控制方式后，跳车次数基本杜绝，对于电机的稳定运行，奠定了坚实基础！