刘维林
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摘要：变频器系统是十分复杂的，并且也是十分重要的。因此对于变频器故障额诊断和分析越来越受到人们的广泛关注和重视本文主要研究了变频器过电压故障分析及处理措施。
关键词：变频器；过电压故障；处理
前言
变频器的基本工作原理是通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。如果主推进器变频器使用的是ABB变频器ACS800系列，那么此系列变频器主要由变频器系统控制单元(DriveControlUnit，DCU)、辅助控制单元(AuxiliaryControlUnit，ACU)、二极管供电单元(整流单元，DiodeSupplyUnit，DSU)、逆变单元(InverterUnit，INU)、冷却单元(LiquidCoolingUnit，LCU)等组成。
1关于过电压的产生
变频器是电路结构中重要的元器件，按照电路的结构形式可以将变频器系统的分为两大类，那就是：①交-交变频器：这主要指的是主电路并没有直流的中间环节；②交-直-交变频器：这主要指的是主电路有直流的中间环节。故障通俗的来说，主要指的是在系统的内部中元器件中的某些特征偏离了正常的范围，这样以来系统则是会表现出一些异常现象，因此根据不同的使用原则，可以将变频器的故障信息按照不同的形式进行划分。通过过电压的性质，可以分为两种电压：第一种是浪涌性电压，第二种是非浪涌性电压。
1.1非浪涌性电压
变频器的电压调节系统是造成非浪涌性过电压过的主要原因，还有可能是因为其他的一些故障造成了变频器激磁电流并没有通过调节器而直接形成了电回路，这种故障是在排除前多长时间存在的，造成变频器电压失控，电压不断地升高到非正常值。应当及时排除，避免引起变频器电解液的沸腾，出现75130伏的极高电压，导致变频器和用电的设备早期就被损坏。
1.2浪涌性电压
浪涌性电压分为以下几种情况：
（1）变频器激磁绕组浪涌电压。激磁回路时间常数大，在长时间内变频器端子保持十分危险的高电压是由于激磁绕组中负脉冲浪涌电压的用指数规律的衰减，造成衰减的原因是在蓄电池开关关断的时候变频器的激磁绕组和蓄电池之间的回路突然断开后，激磁绕阻中就会产生负脉冲浪涌电压。
（2）抛负载浪涌电压。当并没有和蓄电池连接的状态之下，突然断开其他的负载时，或者是正当变频器向蓄电池充电的过程中其连接的导线突然脱开，是造成抛负载浪涌电压的原因。众所周知，蓄电池其内阻较小，其电容较大，并且蓄电池和变频器是并联一起工作，当变频器断开负载的时候，蓄电池会吸收其产生的瞬变能量，所以浪涌电压不会产生很大。如果浪涌电压被产生特别大的原因是，变频器和蓄电池的连接发生突然的中断，或者是变频器并没有连接蓄电池。衰减时间变得越来越长，是因为浪涌电压产生的幅值越来越大。
（3）启动电源涌浪电压。如果我们用启动电源去启动发动机，当发动机被启动电源启动后，将启动电源断开时，浪涌电压会通过启动电源和发动机之间的连接导线，传入整个电气系统中。为了不让浪涌电压对电子元件产生破坏性影响，蓄电池开关一定要接通，让蓄电池吸收启动电源所产生的电涌电压。
（4）切换电源性负载浪涌电压。因自感所产生的浪涌电压，是因为当汽车正在运行过程中，切换的一些电感性辅助电器，如电喇叭、空调等。而切换的电感性辅助电器负载的大小和输出路线的抗组都会决定，浪涌电压严重的一个程度，它最高可以达到的值是300V。
（5）互耦式浪涌电压。因为电气总线的布置是通过线束的方式进行的，所以在总线中，其各导线不同，电流强度的一些变化都会让各电线中产生电容耦合电动势。还有一点就是汽车上有很多的搭铁，其引起电阻耦合电动式的原因是产生了回路电位差而导致的。以上所说的由于互耦所产生的电涌电压最高的值可达到200V。
2过电压的保护措施
2.1采用过电压保护装置
对于过电压的保护，我们有两种途径：第一是通过提高对电子装备的耐压能力，让其能够承受在电气系统当中浪涌电压对其的冲击。还有就是在过电压上增加对其的保护装置，这个保护装置是为了让电子装备进行正常可靠的工作，一旦产生各种浪涌电压，该保护装置将会用来吸收在电气系统中产生的浪涌电压。如果想在电系当中的集中保护，可以通过在变频器电压调节器中增加过电压保护电路来实现。
2.2采取预防措施
尽管电气系统中一般都会装有电压保护装置，但是，要想确保电子装置正常可靠的工作，那么，在使用变频器的过程中，一定要采取积极有效的预防措施。
（1）蓄电池的连接一定要牢固可靠。因为在大多数的情况下，电气系统中的浪涌电压都是可以通过蓄电池出来吸收的，所以我们一定要时时刻刻去检查蓄电池和电气系统的连接是否牢固并且是可靠的。只要蓄电池和电气系统的连接之间是可靠的，都可以在很大程度上降低和避免浪涌电压对我们电子装备的破坏，从而使得电子装备可以正常可靠地工作。
（2）使用启动电源应当小心谨慎。由于在冬季的时候发动机启动比较困难，需要通过启动电源来启动发动机，这时我们一定要注意的是，蓄电池的总开关一定要接通。在启动发动机的这个过程中，我们最好能够切断一些暂时不工作的重要电子装备的供电回路，以此避免浪涌电压的影响。
2.3在变频器大负荷情况下断开负载需谨慎
由于在夜间工作时，需要打开所有的照明灯光系统，所以在这个时候变频器的负载的电流特别大。在这种情况下，为了避免变频器的定子绕组中产生特别高的浪涌电压，我们不得突然断开其所有的用电设备。可以在天亮后，关闭灯光系统的时候，逐步地关闭各个灯光的开关，因为此时的发动机惰性运转，其在定子绕组中的电流也大大地下降，并且蓄电池也会参与供电。
2.4严禁违规操作
为了避免发生意外的事故，应当要严格按照电气操作规范来进行，以下是在对电气系统的日常使用和维护中要注意的事项。
（1）当电源接通的时候，直接进行拆卸、装置任何元器件都是不被允许的。（2）如若要拆卸蓄电池，首先必须将蓄电池总开关进行断开，在安装蓄电池时，一定要将蓄电池的正负极分辨清楚，不能将正负极接反。（3）在连接电路的时候，一定要格外注意的是，有些电子控制的装置，其输入的工作电压是12伏，所以一定不能够将12伏和24伏的电源接错。（4）在检查电路的通断时，用刮火的办法是不被允许的，如果在对汽车进行焊接作业时，需要将重要的电子装备的线路全部进行断开，如若焊接处靠近电子装备，应将其移走。（5）在平时一定要注意检查电子装备的密封状况，来预防避免湿气进入电子装备。下雨天，工作和清洗车辆时，一定不能让水溅到其电子装备上。
结束语
在电子装置当中的半导体元件承受，过电压和过电流的能力真的很差。如果其使用的电流超过其额定电流的3倍及其以上，那么在短时间内将会损坏，如果其使用的电压超过3倍及以上的，将会瞬时破损。浪涌电压产生的危害应当引起高度重视，是因为现在电子装备不断增多。应当以预防为主，并且按照规范操作，加强对过电压的预防，在很大程度上降低了电子装备的故障，确保设备的正常运作。
参考文献：
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[2]赵海龙.基于Matlab故障仿真的变频器主电路故障诊断方法研究[D].哈尔滨理工大学,2019.