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变频器逆变输出模块损坏的原因之——由负载异常引起的损坏

诚然，变频器的保护电路已经相当完善。对价值昂贵的逆变模块的保护，各个变频器厂家都在其保护电路上做足了功夫，从输出电流检测到驱动电路的 IGBT 管压降检测，并努力追求以较快的应变速度实施较快速的过载保护！从电压检测到电流检测，从模块温度检测到缺相输出检测等，还未见有哪种电器的保护电路，像变频器这样做得专注而投入。而变频器的销售人员，提到变频器的性能时，也必提及变频器的保护功能，常常不自觉地对用户许诺：用上变频器，其quanmian的保护功能，你的电机就不容易烧了。这位销售人员不知道，这句许诺，将给自己带来较大的被动！

用上变频器，电机真的不会烧吗？我的答案是：相对于工频供电，用上变频器，电机倒是更容易烧了，而电机的容易烧，使得变频器逆变模块也容易一块“报销”掉。变频器的灵敏的过流保护电路，在此处偏偏手足无措，起不到丝毫作用。这是导致变频器模块损坏的一大外部原因。听我道出其中原委。

一台电机，在工频状态下能够运行，虽然运行电流较之额定电流稍大，长时间的运行有一定的温升。这是一台带病的电机，在烧掉之前确实是能够运行的。但接入变频器后，会出现频繁过载，以至不能运行。这还不要紧。

一台电机，在工频状态下能够运行，用户已经正常使用多年了，请注意“多年”两个字。用户想到要节约电费，或因工艺改造的原因，需要进行变频改造。但接入变频器后，会频跳 OC 故障，这是好的，保护停机了，模块没有坏掉。可怕的是，变频器并不马上跳 OC 故障，而是毫无来由地在运行中--运行了才三、两天的光景，模块炸掉了，电机烧毁了。用户赖了销售人员一把：你装的变频器质量差，烧了我的电机，你要赔我的电机！

在此之前，电机好像是是真的没有问题，运行得好好的，测测运行电流，因为负荷较轻，才达到一半的额定电流;测测三相供电， 380V ，平衡和稳定得很。真像是变频器的损坏，连带着损坏了电机。

我要是在场的话，就会这样主公道：不怨变频器，丹佛斯变频器现场维修电话，是你的电机已经“病入膏肓”，突然发作，捎带着损坏了变频器！

运行多年的电机，因电机的运行温升和受潮等原因，绕组的绝缘程度已大大降低，甚至有了明显的绝缘缺陷，处于电压击穿的临界点上。工频供电情况下，电机绕组输入的是三相 50Hz 的正弦波电压，绕组产生的感生电压也较低，线路中的浪涌分量较小，电机绝缘程度的降低，也许只是带来了并不起眼的“漏电流”，但绕组的匝间和相间，还未能产生电压击穿现象，电机还在“正常运行”。应该说，随着绝缘老化程度的进一步加深，即使还是在工频供电情况下，相信在不远的将来，该台电机终会因绝缘老化造成相间或绕组间的电压击穿而烧毁。但问题是，现在并没有烧毁。

接入变频器后，电机的供电条件由此变得“恶劣”了：变频器输出的 PWM 波形，实为数 kHz 乃至十几 kHz 的载波电压，在电机绕组供电回路中，还会产生各种分量的谐波电压。由电感特性可知，流过电感电流的变化速度越快，电感的感生电压也越高。电机绕组的感生电压比工频供电时升高了。在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷，因不耐高频载波下感生电压的冲击，于是绕组匝间或相间的电压击穿产生了。电机绕组的由相间、匝间短路造成了电机绕组的突然短路，在运行中--模块炸掉了，电机烧毁了。

变频器在起动初始阶段，因输出频率和电压均在较低的幅值内，负载电机存在故障时，虽造成较大的输出电流，但此电流往往在额定值以内，电流检测电路及时动作，变频器实施保护停机动作，模块无炸毁之虞。但若在全速（或近于全速）运行情况下，三相输出电压与频率均达较高的幅值，此时电机绕组若有电压击穿现象，会于瞬间形成较大的浪涌电流，则逆变模块在电流检测电路动作之前，已经无法承受而炸裂损坏了。

由此看出，保护电路不是wan能的，任何保护电路都有它的“软肋”所在。变频器对全速运行中，电机绕组的突发性电压击穿现象，是无能为力的，起不到有效保护作用的。而不唯变频器保护电路，任何电机保护器，对此类突发故障，都不能实施有效的保护。此类突发故障出现时，只能宣告：该台电机确实已经“寿终正寝”了。

此类故障对变频器的逆变输出模块是致命的打击，无可逃避的。

其它由供电或负载方面引起的原因，如过、欠压、负载重、甚至堵转引起的过流等故障，在变频器的保护电路正常的前提下，是能有效保护模块安全的，模块的损坏机率将大为减小。在此不多讨论。

变频器控制原理图

      1. 主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不**，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。

　　2. 控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。