自动化实训台中MM440变频器常见故障的原因分析及处理

曹励龄

（辽宁工程职业学院，辽宁 铁岭 112008）

引言：根据变频器的使用原理进行分析，可以明确变频器在应用过程中，其输出的信号可能会出现较多的高次谐波，进而导致变频系统出现故障或者漏电等问题，使断路器跳闸，所以在进行变频调速相关实训的过程中，必须要避免这些故障和问题，进而对其进行原因的分析，并且给出相应的解决方法。

一、MM440变频器基本原理分析

MM440变频器的主要组成部分分别是保护电路，不可控整流器，逆变器和控制器等，其电路安装图是首先引入三相电源，然后三相电源和可选件的滤波器进行连接，然后连接到变频器中，并且整体的电缆结构利用屏蔽电缆，经过变频器在连接到电动机上，以实现变频原理应用。在实际的使用过程中，首先利用三相交流电源，经过不可控的整流器将电流进行整流，然后进而保证能够将其转变为赋值固定的直流电压，然后再通过电容的滤波器，将其连接到逆变器中，使用逆变器对IGBT进行通断的控制。然后利用SPWM的控制模式将逆变器中给的电压转变为正弦电压，进而保证能够按照挣钱的规律对SPWM波进行分析。

二、电动机漏电的相关原因及解决措施

（一）变频器出现漏电问题的原因

当前导致变频系统出现漏电问题的原因主要有以下4个，第1个原因是电动机的绕组与相应的机壳之间可能会出现寄生的电容，根据相关电路接线图可以明确变频器在输出的信号进行分析的过程中，因为其不是正弦形式的波图，所以必须要进行波形的调制，在调制的过程中因为载波的频率要比工频高很多，所以经常会导致变频器中出现相应的寄生电容，目前载波频率大约在1000赫兹到4000赫兹之间，变频器中的高频脉波则可以导致电动机的绕组以及相应的机壳之间出现寄生电容，进而形成了相应的漏电现象。

第2个原因是在电动机的输入输出导线中，和变频器之间也可能出现相应的对地分布电容，因为导线之间存在一定的分布电容，而电容的大小主要和导线的截面积长度以及其屏蔽的强度有关，目前通过分析可以表明电容的大小和其截面积的大小成反比关系，电容的大小和其长度的大小成正比关系，在实训台的运行过程中，因为变频器可能和电机的距离相对较近，所以形成的电容值也会相对较小，通过相应研究可以明确，当其漏电流达到了90%左右时，电动机中的寄生电容将会发生相应的作用，进而导致漏电流的百分比增大，在实际试验过程中，因为周围不会使用相应的屏蔽电缆，所以将会进一步的扩大分布电容。尤其是变频器，在不断低速运行的过程中，分布电容将会出现相应的充放电现象，进而导致电流通过电容器导入到大地中，同时还可以从进线侧的接地线中回到变频器，进而形成了漏电流现象。

第3个原因是变频器的导线之间也可能出现一定的线接电容，由于变频器的输入导线和输出导线相对较多，所以不同导线之间也会出现线间电容，其存在的主要影响是可能会因为线间电容而引起线间漏电流，先将漏电流数值的大小，主要由分布电容数值的大小以及其载波频率的大小等共同决定，如果变频器中载波频率相对较高，则会导致线路电流的数值越大，而如果电动机中线缆的长度越长也会在一定程度上，导致漏电流的数值更大。

第4个原因是电动机的外壳之间可能会存在一定的感应电压，由于变频器在对电动机进行控制的过程中，其逆变器中的开关频率相对较高，所以在电动机运行的过程中，三相定子绕组将会因为对称电流而产生相应的旋转磁场，进而导致电动机的外壳中会出现感应电动势。而如果开关的速度增大，则其相应的感应电动势也会增大，如果人们在实训操作的过程中不小心碰到了电动机的外壳，则可能出现电击的现象，进而表明了其出现漏电问题。

（二）电动机漏电问题解决措施

通过对以上变频器系统和电动机漏电问题的相关原因进行分析，可以明确其解决措施，主要有以下几种，第1种是为了保证能够尽快的消除相应的电容，可以将电动机的接地线和变频器的接地线与实训台中的整体接地线进行连接，并且使用导线将三个接地线接到一起，电动机在放到实训台上进行操作的过程中，将其接地端相连，则可以保证电动机的接地端变频器的接地端和实训台的接地端能够在同等的地位上进而有效的消除了相应的感应电压，在学生或者其他操作人员触碰到电动机外壳的过程中，则不会产生电击的现象。

第2种是为了有效的降低相应的感应电压，可以在变频器的输入端中，接入一个浪涌滤波器电路，并且要保证浪涌滤波器电路的接地端能够和变频器的接地端以及电动机的接地端连接在一起，这样浪涌滤波器即可以对电动机出现的感应电压进行处理，又可以保证能够消除相应的感应电压。

最后是在整个实训台实际运行之前，可以适当的将变频器的载波频率调到最小，然后经过相应的操作，既可以保证有效的降低其产生的电容值和电压值，在改造完成以后，可以明确利用这种改造方法能够有效的治理，电动机和变频系统出现的漏电现象。

三、断路器出现跳闸现象的原因及解决措施

在断路器出现跳闸现象以后，其原因主要有以下几种，第1种是可能因为在设置变频器转矩补偿的过程中其设定值，不满足后期的运行需求，根据电动机的运行曲线特征分析可以明确，如果其电压和频率的比值越大则可以导致在负载相同的情况下，其电流的指数值越大，并且在电动机空载运行的过程中，其启动电流将会达到额定电流的6倍左右，为了保证能够在转矩补偿值设定的过程中可以符合现场需求，则应该根据过流跳闸现象进行分析，并且明确设定值的具体数值。

第2个原因可能是因为变频器在运行过程中产生的谐波分量相对过大，由于变频器无论是在输入端，还是在输出端，其电流都含有一定的高频成分，所以在利用变频器及相应的驱动时，高频成分将是导致整个变频器系统出现漏电流现象的主要原因，进而导致断路器出现误动作操作。

第3个原因是可能因为变频器中加速时间和减速时间参数设置的不合理，如果加速时间设置的参数的数值相对较小，将会导致后期电动机在运行的过程中，因为其负载增大，质量增大，而惯性增大其相关转速，无法满足同步转速上升的需求，进而导致其转速的差值过大，使得变频器出现过电流现象，导致断路器跳闸。而如果其减速时间设置的数值相对较小，将会导致整体的运转频率下降的速度过大，进而引起电动机的转速无法满足同步转速的下降需求，转速的差值增大，因为过电压现象而导致断路器跳闸。

最后是可能因为整个变频器系统中的滤波电容器出现了老化现象，因为自动化实训台在实际使用过程中年限相对较长，所以导致滤波电容器的电容量不断减小，因为电动机正在处于在再生制动的状态中，所以会出现过电压跳闸问题，并且由于制动的电阻值越来越大，如果电阻时过大，将会导致其电流过小，滤波电容器中的电荷积攒过多的情况下，也会引起过电压跳闸问题。

其主要的解决措施是首先要不断减小变频器与电动机之间连接的电线的长度，进而减小相应的电阻值，然后是应该使用静电容量相对较小的电线，选择质量更合理不易老化的滤波电容器设备。并且要在变频器相关参数设置的过程中，事先进行精确的计算和实训。进而保证能够满足电压和电流的需求。

结束语

西门子变频器已经成为现阶段我国变频器行业中的主要品牌，在MM440变频器的使用过程中，因为其具有功能性较多而且运行可靠的特征，所以广泛应用在自动化实训台中，为了保证能够更好的维护电动机及相关变频器的运行，在实际使用过程中必须要保证能够明确变频器的常见故障，进而为电动机的运行奠定良好的基础。