江苏徐塘发电有限责任公司 郭宜勇、林坤、顾志华
［摘 要］：高压变频器的广泛应用顺应了当前节能减排的社会发展需求，但提高变频器使用的安全可靠性对于电厂来说尤为重要。因此，加强变频器的日常维护和故障原因的判断及处理就非常必要，本文针对矢量控制变频器出现的瞬时过电流保护问题进行了分析和研究，并从中找出解决问题的方法。
［关键词］：高压变频器 矢量控制 过流保护 浪涌
我公司在6kV 1400kW的一次风机上使用的是变频控制，其中一台运行一年后发生“IOC”信号，高压变频器跳闸。对此我们进行研究解决方法。
该高压变频器采用的是矢量控制模型，目前高压变频器大多使用矢量控制方式来控制感应电机及同步电机。图1-1给出了一种高压变频器的矢量控制算法简图。它由以下几个基本模块组成：马达模型、电流调节器、磁通与速度调节器及前馈补偿环节。
FluxDS——电机磁通。
wr——对于感应电机：电机速度=电机频率/极对数-转差频率。
对于同步电机：电机速度=电机频率/极对数。
Ids——电机电流的激磁分量。
Iqs——电机电流转矩分量。
Vds,ref——激磁电流调节器输出。
Vqs,ref——转矩电流调节器输出。
ws——定子频率或变频器的输出频率。
qs——磁通角。
Ia Ib, Ic——电机相电流。
Ya Yb, Yc——电机相电压。
该高压变频器发生“IOC”信号跳闸时，速度为82%，电流大约为100A（电机额定电力为158A，变频器过流保护为240A）。
从图1-1知道，电流过流与电流测量回路有密切关系。于是用示波器观测电机电流，发现其中含有直流成分大约55毫伏，大于正常直流分量50毫伏。可能是直流分量导致计算Id（电机电流的激磁分量）Iqs（电机电流转矩分量）时积分器饱和，从而发生过流。
由于该高压变频器接地不良，所以决定改善接地系统。接地改善后，用示波器观测电机电流波形，其中直流分量为12 毫伏。高压变频器投入正常运行，一段时间后，又发生过压保护跳机。 跳机时高压变频器运行速度为85%，电流为110A。
这说明，改善接地后，电机电流中的直流分量减少了，系统工作比以前稳定，但仍然没有得到彻底解决。
既然电流测量回路没有问题，还有什么变量会导致过流呢？
从图1-1知道，FlusDs也会导致过流。 于是我们决定观测FluxDS 的变化情况。
FluxDS就是电机磁通D轴分量，由于Q轴分量为零，所以等于电机的磁通，电机磁通定义为电机电压/定子频率（rad/s)。磁通（其单位为伏-秒）也相当于（但不等于）压/频比。它是有电机相电压经过积分计算得到。正常情况下，应该为常数。图1-2为FluxDS 波形（最上面一条曲线）。
从图1-2 可以看出，FluxDs根本就不是常数，波动非常大。
用示波器观测电机电压波形发现有些许畸变。 如图 1-3所示
怀疑电压测量板有问题，但更换后现象依旧。怀疑正弦PWM信号有问题，更换PWM信号板，现象依旧。
唯一没有更换的就是电压测量回路并联的浪涌吸收器。图1-4为更换浪涌吸收器后，FluxDs 波形。
从图1-4知道，FluxDs几乎为常数。用示波器观测电机电压波形没有发现畸变。为了进一步验证，我们换上旧的浪涌吸收器，变频器运行一会后又出现过流。目前变频器工作稳定可靠。
从这次变频器过流保护来看，电流过流不一定是由电流波动引起的。电压些许畸变导致磁通的激烈变化波动，才是电流波动的根本原因。
郭宜勇，男，汉族，生于1966年8月，毕业于上海电力学院，大学文化，长期从事汽轮机以及锅炉风机的检修、维护以及研究工作，组织并参与了本公司首台6kV高压风机变频控制的改造工作，有丰富的实践经验和现场问题的解决能力。
