Causes of Variable Frequency Drive Overcurrent Problem
一、Forward
In the field of industrial automation, variable frequency drive vfd, as key power control equipment, are widely used in scenarios such as motor speed regulation. Understanding the variable frequency drive working principle is crucial as the problem of overcurrent in the vfd variable frequency drive has been a source of problem for engineers and maintenance personnel. Not only can it cause equipment downtime and affect productivity, but it can also cause damage to the equipment itself. Therefore, it is of great significance to deeply explore the causes of the overcurrent problem of the variable-frequency drive and formulate effective improvement strategies.
二.インバータの過電流の原因
(1) 外部負荷要因
1.モーター過負荷
モータが駆動する負荷が定格値を超えると、モータは運転を維持するためにより大きなトルクを必要とし、インバータからモータが吸収する電流が増加し、インバータに過電流が流れることになる。例えばベルトコンベアシステムでは、ベルト上の材料が多すぎてモータの負荷が大きくなると問題になる。
2.負荷変異
アプリケーションのシナリオによっては、負荷が突然変化することがあります。例えばプレス機械では、パンチがスタンプを始めると負荷が瞬間的に増加する。このような負荷の急激な変化により、モータの回転数や必要トルクが急激に変化し、インバータが出力を調整する時間がなくなり、過電流が発生します。
3.機械的故障
軸受の固着、カップリングの破損など、モータに接続された機械設備が故障すると、モータの無限負荷に相当するモータが閉塞し、電流が急上昇してインバータの過電流を引き起こす。ファンを例にとると、ファンの羽根に異物が詰まるとモータに過負荷がかかり、インバータに過電流が流れる。
(2) インバータのパラメータ設定が不適切である。
1.加速時間が短すぎる
インバータの加速時間を短く設定しすぎると、始動時に設定回転数に早く到達する必要があり、始動時に大きなトルクが必要となるため、インバータからモータに過大な電流が流れ、過電流となる。慣性負荷が大きいモータでは、加速時間が短すぎるとスムーズな始動ができない場合があります。
2.減速時間が短すぎる
また、モータが減速するには適切な時間が必要である。減速時間が不当に短いと、モータの減速過程で回生電気エネルギーが発生し、それがインバータにフィードバックされ、インバータに適切な制動抵抗器や制動ユニットがないと過電流になる恐れがあります。頻繁に起動・停止を繰り返すエレベータ制御システムでは、減速時間の設定が不適切であると、このような問題が発生することがある。
3.不適切なトルク補正パラメータ
トルク補償パラメータは、低周波運転時のモータのトルク特性を改善するためのパラメータです。このパラメータを高く設定しすぎると、低周波運転時にモータの電流が大きくなりすぎ、インバータに過電流が流れます。例えば、低周波定トルク運転が必要な繊維機械では、無理なトルク補償設定は過電流を招きやすくなります。
三. インバータの過電流問題の検出方法
(1) 表示灯とアラーム情報を見る
ほとんどのドライブには、ステータスインジケータとアラーム表示があります。過電流問題が発生すると、過電流アラームインジケータが点灯し、操作パネルに過電流フォルトコードも表示されます。これらの情報に基づいて、過電流問題の有無と過電流の種類(加速過電流、ランニング過電流など)を事前に判断することができます。
(2) 測定器で測定する
1.電流測定
周波数コンバータの入力電流と出力電流を測定するには、クランプ電流計などの機器を使用できます。通常の運転では、測定された電流値はインバータとモータの定格電流の範囲内でなければなりません。測定値が定格電流を超えて長時間続く場合は、過電流の問題が考えられます。
2.電圧測定
インバータの入力電圧とDCバス電圧などを測定してください。入力電圧が高すぎたり低すぎたりすると、インバータの正常な動作に影響を及ぼし、過電流が発生することがある。同時に、直流バス電圧の異常も過電流問題に関係することがある。例えば、直流バス電圧が高い場合、回生された電力が効果的に処理できず、過電流が発生することがある。
四.インバータの過電流問題の改善策
(1) 外部負荷問題への対策
1.負荷管理の最適化
モータの過負荷の問題については、負荷状況を合理的に評価し、モータの定格負荷を超えないようにする必要がある。ベルトコンベヤーシステムでは、ロードセルなどを設置し、材料の重量を監視し、過負荷に近づいた時に適時調整することができる。負荷の変異が大きい装置では、プレス機の駆動系に弾性カップリングなどの緩衝装置を追加し、負荷の変異がモーターや周波数変換器に与える影響を軽減することができる。
2.機械的故障へのタイムリーな対応
機械設備の定期的な点検システムを確立し、機械的な故障をタイムリーに発見し、対処する。例えば、ファンやポンプなどの機器のベアリングやブレードなどの消耗を定期的に点検する。異常音や摩耗の兆候が見つかったら、適時にベアリングを交換する。ブレードが異物で固着している場合は、モータのスムーズな回転を確保し、モータの過負荷やインバータの過電流を避けるために、適時に清掃する。
(2)インバータのパラメータ設定の問題解決策
1.加減速時間を合理的に設定する
モータと負荷のイナーシャに応じて、インバータの加減速時間を合理的に調整する。慣性負荷の大きいモータの場合は、加速時間を適度に長くしてモータをスムーズに起動させる。減速時間の設定にあたっては、モータの回生制動能力とインバータの制動構成を考慮してください。例えば、エレベータのように頻繁に起動・停止を繰り返す機器では、現場デバッグで加減速時間を徐々に長くしたり短くしたりして、電流の変化を観察しながら最適な設定値を見つけることができます。
2.トルク補償パラメータの最適化
実際のテストと経験の蓄積を通じて、トルク補償パラメータは合理的に設定される。繊維機械のような低周波数定トルク運転が必要な設備では、モータが低周波数で運転されているとき、トルク補償パラメータを徐々に調整し、モータ電流を測定することで、モータがトルク要件を満たしている間、電流が定格値を超えないようにします。
五.結論
インバータの過電流問題は複雑だが、解決できる。負荷やパラメータ設定など様々な側面から総合的に分析・処理する必要がある。合理的な負荷管理、正しいパラメータ設定、タイムリーな設備保守とトラブルシューティングを通じて、インバータの過電流問題の発生を効果的に低減し、設備の信頼性と運転効率を向上させ、工業生産を正常に保証することができる。実際の応用において、エンジニアとメンテナンス担当者は経験を蓄積し続け、特定の設備と動作環境に応じて、インバータの過電流問題を解決するために的を絞った対策を講じる必要がある。
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