发表于：2013/11/19 18:36:27
#0楼
空载电流竟然大于负载电流
——一台75kW微能WIN—G9变频器试运行中的奇怪现象
起因：一一台75kW微能WIN—G9变频器，故障原因是运行中，变频器内突然跳火冒烟，变频器停机。检查，该机器的电源输入电路为三相半控桥，利用其可控整流原理，对直流主回路储能电容进行“软冲电”，省去了小功率变频器常用的充电接触器。实际上半控桥在这这里相当于无触点软冲电开关。检查发现，其中一只可控硅模块的端子有明显电弧闪络烧灼的迹象，但测量并不短路。在拆卸中发现很轻易便将固定螺帽卸下，闪络原因似乎是连接螺丝过松，引起接触不良所致。该模块为一只二极管和一只单向可控硅的组合体。进而检查控制板和逆变主回路，无异常。将该模块拆除后，余二相半控桥作为电源输入，上电后，带一只2.2kW小功率三相电机试运行，感觉没有什么问题，换用了一只同型号新模块后，便到现场进行安装了。
慎重起见，先将运行频率调至5Hz，变频器负载为一台风机，先将电机连接器脱开，使电机空载运行。这一试运行，吓了一跳！频率在5Hz以下时，空载运行电流为45A，虽感觉稍大，但考虑为可能为电机绕组进行过修复、或变频器的参数如起动曲线或转矩补偿等进行过调整等原因所造成，未加理会。当升速到10Hz时，变频器面板显示电流和用钳形表测量输出电流，均达到了100A！且输出电流的摆动幅度极大，但测三相输出电压，为70V左右，平衡而稳定。将电机连接线脱开，上电测变频器输出，输出频率10Hz时，输出电压为70V，20Hz时为150V，35Hz时为250V，以后随运行频率上升，到50Hz时，达到400V。在此过程中，测量三相输出电压的平衡度很好。变频器输出的V/F曲线符合二次方负载转矩特性。没有问题。输出电压平衡和稳定，而输出电流过大和电流剧烈波动，显然为负载异常所致。这是常规判断引出的结论。
与厂方的的相关技术人员一块探讨，试图找出电机方面和机械方面的原因来。比如电机是否新修好，是否绕组绕制不良；轴承有无磨损，运行不稳；连接轴是否有松动及不同心现象；风叶有变形等。恢复原工频启动柜的接线，工频起动电机做对比，逐一排除了上述怀疑，且据现场观测，该电机及连接负载状态优良，几乎听不到运行中的电气和机械噪声。全速运行下的空载电流仅不足35A，三相平衡，无波动！电机及负载无问题，问题还在变频器。
那么变频器的故障部位在哪里呢？有点让人挠头。是电流检测不准吗，造成误输出吗？观察面板显示的电流值与钳形电流表所测的接近，应该是没有问题的。还是CPU主板有问题，输出的驱动波形不对呀？没有道理呀。全数字电路呀，怎么变波形不对了呢？
还好，现场离此不远有另一台同型号同功率的变颇器，带的负载也是一样的，这就好了。这给对比试验带来了极大的方便。厂方急着将机器开起来，也给予了积极的配合。将两台变频器的电流互感器互换，无效；将两机的CPU主板互换，无效。调出主回路直流电压显示，为550V，电压采样电路也无问题。再也琢磨不出故障在哪块电路。对比机在带载情况下，10Hz时运行电流为75A，到达35Hz以上时，运行电流才到达100A，比这台带空载电机的电流还小呀。空载电流竟然远远大过了负载电流，变频器肯定是有问题。
在试机过程中，偶尔用电流钳形表测了一下该变频器的三相输出电流，更发现了一个不可思议的现象！该台变频器的输入、输出电流完全不成比例，有10倍以上的差距！
在输出40A电流时，输入电流为几个安培，几乎测不出来；在输出100A电流时，测输入电流仅为8A以下！怪呀，不符合能量守恒定律了。100A输出电流从哪里变出来的？！仿佛一根不漏的水管，进了1方水，而流出来10方水，水管子里面不能变出水来呀。
我们都知道，在一般情况下，变频器的输入电流总是要小于输出电流的。其原因为直流回路的储能电容产生作用，仿佛在电机端安装了一台无功功率补偿柜一样。在变频器空载或轻载时，由储能电容提供一部分电流给负载，使变频器从电网吸取的电流减小。而随着负荷的加大，其输入电流按比例增加，当投入额定负载后，变频器输入电流与输出电流应近于相等了。如输出40A时，输入才几个安培；输出100A时，输入电流已达70A；输出电流达140A时，输入电流也差不多到达此值了。正常情况下，输入、输出电流有差异，但不会产生如上述的极其悬殊的差异。巨大的差异使我怀疑是不是测量仪表坏掉了。换了表，再测一遍，也还是同上结果。
没辙了呀。咨询厂家吧。因急着解决问题，找出答案，这时候也顾不得长途电话费贵不贵了。变频器厂家技术人员给予答复：该型号变频器为最早生产的变频器，存在空载电流稍大、电流波动的问题，但属正常现象不影响使用。带载后电流会稳定下来。最好接入一台同功率电机试验一下，是不是电机的问题，或负载的问题。如电机轴承的问题。如电机及负载问题全都排除，只要变频器输出三相电压平衡，输出电流不超过变频器额定电流，可以空载或带载试机嘛。坏不掉嘛。至于输入、输出电流的比例问题，因负荷情况不一样，是很难有固定比例的。不成比例嘛。不要和比例问题纠缠嘛。
想想也是嘛。只要是输出三相电压平衡，只要是在不超过额定电流的情况下，可以带载试验嘛。变频器坏不掉嘛。许是带载以后，输出电流便不会有大的波动了。也许就正常了呀。
只好带载试验，出现奇迹（让人大跌眼镜）：10赫兹运行时，在输出40A电流时，输出电流仅7个8个安培。30赫兹运行时，输出电流60A，输入电流25A；40赫兹运行时，在输出100A电流时，输入电流70安培。运行电流小了，波动小了，基本上是稳定的。三相电压和三相电流都是平衡和比较稳定的。问题莫名其妙地解决了。
感谢厂家技术人员的指导：带载试机呀，为嘛不敢带载试机呀。但由于初次碰到这种情况，空载即出现异常电流，不敢升至全速运行。带载就更不敢了。总想找出原因再带载呀。总以为这是变频器异常啊。
变频器投入运行后，从现场回来，仍在琢磨这个问题。
想起检修一个发电站零线电流大的问题，为线路中的谐波分量造成。是谐波电流呀。在空载或轻载运行时，该台变频器的输出线路中，是否也存在着极大的谐波分量呢？这个谐波分量从何而来呢？测量得出的结果是不是真的呢？
分析原因为空载时输出电流中有较大谐波分量造成。谐波电流大的原因可能有以下两个原因：1、该变频器输出PWM波不够理想，调制方式未达到最佳。即在软件控制思路上未达到优化（新型机器肯定已经改进了）；2、当空载时，相当于电源容量严重与负载容量不匹配，电源容量远远大于变频器容量，这也是产生谐波电流的一大原因。而带载运行时，容量匹配情况好转，谐波分量倒被大大削减了。此两种原因的合成，把我这个老电工都难倒了呀。对我来说，在试机中，我犯了一个经验性错误呀，我被输入、输出电流的比例问题捆住了，差点投降了呀。
---------------------------------
由于变频器的输入是标准50Hz正弦波,而变频输出的频率与波形均与输入有很大差别。基于变压器原理的钳形电流表测量时相差几十倍是正常的（波形及谐波不一样啊，变频器是由千Hz级的模拟正弦波或方波产生的）。如果用电阻分流式的电流表测量，误差就比较不明显了。至于满载运行时由于谐波分量减少、经反馈后的电流波形更接近正弦波，所以差别就小了，如果串联电阻分流式电流表就基本与计算结果会很接近了。（用电流互感器也会与钳形表产生一样的结果）。
.指出了由选用仪表不当,所引起的测量误差.也想到由于测量仪表的问题,会导致测量结果的不准确.老电工,有时也受经验的束缚呀.但变频器操作面板上的显示电流与钳形表所测量电流值是相近的.常规的电流互感器测量输出电流值是不太准确的.诚如所言.变频器的输出实为十几千赫兹的方波电压.虽接入负载后电流为近似正弦波 .但其基波仍为高频分量.钳形电流表内采用的电流互感器,恰为常规的互感器.因磁滞效应,对高频电流的变化反应迟钝.
变频器内的电流互感器,为特制的,采用霍尔元件检测电流变化.有足够的应变速度.加之在后续电路设计上,已经考虑了对高频电流采样的特点.因而只有出厂整定准确,还是能反映实际电流值的大小的.
如果暂不去管输入电流的大小,对空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了.您有什么高见?不吝指教啊.
对于《空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了》这种情况一般发生在变频器参数调整不当的时候。许多老电工会把技术人员调整的参数记录下来、在其他同类设备上使用，由于不知道每个参数的实际意义和调整范围，往往会产生“一模一样的参数、一模一样的电机，肯定是变频器出了问题”的结论。特别是“V/F曲线”、“DC提升水平”、“基底频率”、“偏置频率”、“OCS水平”、“载波频率”等参数都会对输出电流产生较大影响、甚至跳闸或烧毁电机。（一般情况下参数设置不当不会损坏变频器本身；它有许多自我保护，但对外设如制动电阻、电机等就不能很好保护了）
普通互感器是用于工频50HZ的，变频器输出侧是用直流电源逆变后，模拟正弦交流电调制出来的，因此使用普通电流互感器误差很大
——一台75kW微能WIN—G9变频器试运行中的奇怪现象
起因：一一台75kW微能WIN—G9变频器，故障原因是运行中，变频器内突然跳火冒烟，变频器停机。检查，该机器的电源输入电路为三相半控桥，利用其可控整流原理，对直流主回路储能电容进行“软冲电”，省去了小功率变频器常用的充电接触器。实际上半控桥在这这里相当于无触点软冲电开关。检查发现，其中一只可控硅模块的端子有明显电弧闪络烧灼的迹象，但测量并不短路。在拆卸中发现很轻易便将固定螺帽卸下，闪络原因似乎是连接螺丝过松，引起接触不良所致。该模块为一只二极管和一只单向可控硅的组合体。进而检查控制板和逆变主回路，无异常。将该模块拆除后，余二相半控桥作为电源输入，上电后，带一只2.2kW小功率三相电机试运行，感觉没有什么问题，换用了一只同型号新模块后，便到现场进行安装了。
慎重起见，先将运行频率调至5Hz，变频器负载为一台风机，先将电机连接器脱开，使电机空载运行。这一试运行，吓了一跳！频率在5Hz以下时，空载运行电流为45A，虽感觉稍大，但考虑为可能为电机绕组进行过修复、或变频器的参数如起动曲线或转矩补偿等进行过调整等原因所造成，未加理会。当升速到10Hz时，变频器面板显示电流和用钳形表测量输出电流，均达到了100A！且输出电流的摆动幅度极大，但测三相输出电压，为70V左右，平衡而稳定。将电机连接线脱开，上电测变频器输出，输出频率10Hz时，输出电压为70V，20Hz时为150V，35Hz时为250V，以后随运行频率上升，到50Hz时，达到400V。在此过程中，测量三相输出电压的平衡度很好。变频器输出的V/F曲线符合二次方负载转矩特性。没有问题。输出电压平衡和稳定，而输出电流过大和电流剧烈波动，显然为负载异常所致。这是常规判断引出的结论。
与厂方的的相关技术人员一块探讨，试图找出电机方面和机械方面的原因来。比如电机是否新修好，是否绕组绕制不良；轴承有无磨损，运行不稳；连接轴是否有松动及不同心现象；风叶有变形等。恢复原工频启动柜的接线，工频起动电机做对比，逐一排除了上述怀疑，且据现场观测，该电机及连接负载状态优良，几乎听不到运行中的电气和机械噪声。全速运行下的空载电流仅不足35A，三相平衡，无波动！电机及负载无问题，问题还在变频器。
那么变频器的故障部位在哪里呢？有点让人挠头。是电流检测不准吗，造成误输出吗？观察面板显示的电流值与钳形电流表所测的接近，应该是没有问题的。还是CPU主板有问题，输出的驱动波形不对呀？没有道理呀。全数字电路呀，怎么变波形不对了呢？
还好，现场离此不远有另一台同型号同功率的变颇器，带的负载也是一样的，这就好了。这给对比试验带来了极大的方便。厂方急着将机器开起来，也给予了积极的配合。将两台变频器的电流互感器互换，无效；将两机的CPU主板互换，无效。调出主回路直流电压显示，为550V，电压采样电路也无问题。再也琢磨不出故障在哪块电路。对比机在带载情况下，10Hz时运行电流为75A，到达35Hz以上时，运行电流才到达100A，比这台带空载电机的电流还小呀。空载电流竟然远远大过了负载电流，变频器肯定是有问题。
在试机过程中，偶尔用电流钳形表测了一下该变频器的三相输出电流，更发现了一个不可思议的现象！该台变频器的输入、输出电流完全不成比例，有10倍以上的差距！
在输出40A电流时，输入电流为几个安培，几乎测不出来；在输出100A电流时，测输入电流仅为8A以下！怪呀，不符合能量守恒定律了。100A输出电流从哪里变出来的？！仿佛一根不漏的水管，进了1方水，而流出来10方水，水管子里面不能变出水来呀。
我们都知道，在一般情况下，变频器的输入电流总是要小于输出电流的。其原因为直流回路的储能电容产生作用，仿佛在电机端安装了一台无功功率补偿柜一样。在变频器空载或轻载时，由储能电容提供一部分电流给负载，使变频器从电网吸取的电流减小。而随着负荷的加大，其输入电流按比例增加，当投入额定负载后，变频器输入电流与输出电流应近于相等了。如输出40A时，输入才几个安培；输出100A时，输入电流已达70A；输出电流达140A时，输入电流也差不多到达此值了。正常情况下，输入、输出电流有差异，但不会产生如上述的极其悬殊的差异。巨大的差异使我怀疑是不是测量仪表坏掉了。换了表，再测一遍，也还是同上结果。
没辙了呀。咨询厂家吧。因急着解决问题，找出答案，这时候也顾不得长途电话费贵不贵了。变频器厂家技术人员给予答复：该型号变频器为最早生产的变频器，存在空载电流稍大、电流波动的问题，但属正常现象不影响使用。带载后电流会稳定下来。最好接入一台同功率电机试验一下，是不是电机的问题，或负载的问题。如电机轴承的问题。如电机及负载问题全都排除，只要变频器输出三相电压平衡，输出电流不超过变频器额定电流，可以空载或带载试机嘛。坏不掉嘛。至于输入、输出电流的比例问题，因负荷情况不一样，是很难有固定比例的。不成比例嘛。不要和比例问题纠缠嘛。
想想也是嘛。只要是输出三相电压平衡，只要是在不超过额定电流的情况下，可以带载试验嘛。变频器坏不掉嘛。许是带载以后，输出电流便不会有大的波动了。也许就正常了呀。
只好带载试验，出现奇迹（让人大跌眼镜）：10赫兹运行时，在输出40A电流时，输出电流仅7个8个安培。30赫兹运行时，输出电流60A，输入电流25A；40赫兹运行时，在输出100A电流时，输入电流70安培。运行电流小了，波动小了，基本上是稳定的。三相电压和三相电流都是平衡和比较稳定的。问题莫名其妙地解决了。
感谢厂家技术人员的指导：带载试机呀，为嘛不敢带载试机呀。但由于初次碰到这种情况，空载即出现异常电流，不敢升至全速运行。带载就更不敢了。总想找出原因再带载呀。总以为这是变频器异常啊。
变频器投入运行后，从现场回来，仍在琢磨这个问题。
想起检修一个发电站零线电流大的问题，为线路中的谐波分量造成。是谐波电流呀。在空载或轻载运行时，该台变频器的输出线路中，是否也存在着极大的谐波分量呢？这个谐波分量从何而来呢？测量得出的结果是不是真的呢？
分析原因为空载时输出电流中有较大谐波分量造成。谐波电流大的原因可能有以下两个原因：1、该变频器输出PWM波不够理想，调制方式未达到最佳。即在软件控制思路上未达到优化（新型机器肯定已经改进了）；2、当空载时，相当于电源容量严重与负载容量不匹配，电源容量远远大于变频器容量，这也是产生谐波电流的一大原因。而带载运行时，容量匹配情况好转，谐波分量倒被大大削减了。此两种原因的合成，把我这个老电工都难倒了呀。对我来说，在试机中，我犯了一个经验性错误呀，我被输入、输出电流的比例问题捆住了，差点投降了呀。
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由于变频器的输入是标准50Hz正弦波,而变频输出的频率与波形均与输入有很大差别。基于变压器原理的钳形电流表测量时相差几十倍是正常的（波形及谐波不一样啊，变频器是由千Hz级的模拟正弦波或方波产生的）。如果用电阻分流式的电流表测量，误差就比较不明显了。至于满载运行时由于谐波分量减少、经反馈后的电流波形更接近正弦波，所以差别就小了，如果串联电阻分流式电流表就基本与计算结果会很接近了。（用电流互感器也会与钳形表产生一样的结果）。
.指出了由选用仪表不当,所引起的测量误差.也想到由于测量仪表的问题,会导致测量结果的不准确.老电工,有时也受经验的束缚呀.但变频器操作面板上的显示电流与钳形表所测量电流值是相近的.常规的电流互感器测量输出电流值是不太准确的.诚如所言.变频器的输出实为十几千赫兹的方波电压.虽接入负载后电流为近似正弦波 .但其基波仍为高频分量.钳形电流表内采用的电流互感器,恰为常规的互感器.因磁滞效应,对高频电流的变化反应迟钝.
变频器内的电流互感器,为特制的,采用霍尔元件检测电流变化.有足够的应变速度.加之在后续电路设计上,已经考虑了对高频电流采样的特点.因而只有出厂整定准确,还是能反映实际电流值的大小的.
如果暂不去管输入电流的大小,对空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了.您有什么高见?不吝指教啊.
对于《空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了》这种情况一般发生在变频器参数调整不当的时候。许多老电工会把技术人员调整的参数记录下来、在其他同类设备上使用，由于不知道每个参数的实际意义和调整范围，往往会产生“一模一样的参数、一模一样的电机，肯定是变频器出了问题”的结论。特别是“V/F曲线”、“DC提升水平”、“基底频率”、“偏置频率”、“OCS水平”、“载波频率”等参数都会对输出电流产生较大影响、甚至跳闸或烧毁电机。（一般情况下参数设置不当不会损坏变频器本身；它有许多自我保护，但对外设如制动电阻、电机等就不能很好保护了）
普通互感器是用于工频50HZ的，变频器输出侧是用直流电源逆变后，模拟正弦交流电调制出来的，因此使用普通电流互感器误差很大
