在工业自动化时代，变频器在机械制造业和石化企业都有广阔的应用空间。变频器可实现电机的软启动、功率因数变化、频率变化、速度调整、运行精度提高等功能。变频器的正常运行需要一个稳定的电力系统，但在实际生产中，电压波动是不可避免的。为了确保变频器的正常运行，我们必须了解电压波动的原因，以找到一种应对方法。

 

1、电压波动的原因

 

变频器在实际运行过程中，不可避免地会受到各种因素的影响。在电力系统运行中，受雷击、电网内部短路、外部短路、大型机械设备启动等因素的干扰，电压会在短时间内瞬时大幅下降或突然断电，突然自动恢复。这种情况被称为电压瞬时波动。电压波动必须由稳定的电压系统支撑。如果电压系统不稳定，会导致变频器运行故障，稍有不慎就可能造成安全事故。影响电压波动的因素通常如下：

 

（1）受天气变化影响，夏季是雷雨季节，雷雨天气会导致供电系统过电压，相关避雷设备也会在短时间内突然降低电压，干扰变频器的正常运行。

 

（2）大负荷的突然启停也会导致电压波动，由于大型设备功率过大，突然启动时的电流将超过正常电流的份额，直接导致供电系统电压瞬时下降，影响变频器的正常运行。

 

（3）由于老化或故障，电气设备会突然断路，导致电源系统突然跳闸，系统中的相关保护装置会立即切断相应区域的电源。断电后，区域负荷处于瞬时断电状态，导致电源系统电压瞬时波动，影响变频器的工作。

 

二、电压波动对低频变压器的影响

 

（1）欠压对低压变频器的影响

 

电压瞬时波动会导致低压变频器在运行状态下因欠电压保护而跳闸，影响其他设备的正常运行。在变频器的运行过程中，有一些具有抗过载能力的设备，如IGBT、GTO、IGCT等，这些设备由于具有一定的抗过载能力，可以在短时间内保持变频器的正常运行，但如果电压时间过长，会导致变频器运行异常，缩短电子设备的使用寿命。

 

（2）电压畸变对低压变频器的影响

 

在电力系统中，使用大型整流设备通常会导致供电系统的电压畸变。电流和电压波动较大，也使电力输出的电压发生异常变化。在整个整流逆变过程中，低压变频器的电压会导致变频器中的可控硅触发异常，变频器本身无法检测触发角，供电系统会因自动保护而自动停止。

 

（3）电压偏移对低压变频器的影响

 

在电力系统中，经常出现的问题之一是电压偏移，主要是电压波动振荡周期性，波动范围大多在5%以上。当变频器的电压偏移范围超过标准值时，供电系统滤波装置中的保护设备会立即自动切断电源，导致变频器停止运行。

 

（4）电压闪变对低压变频器的影响

 

供电系统中的负载波动较大，会导致电压闪变。如果相应的电力系统容量不够大，就不足以支持电压闪变的稳定性。电压闪变对变频器的干扰有很大的影响。只要电压瞬时失电，即使只有极短的0.01秒，变频器也会立即进入自动保护和停机状态。此时，变频器无法检测到所有相关电信号，可控硅自动切断，整个系统处于自动关闭状态。

 

（5）电网频率偏移对变压器的影响

 

电网输出频率的偏移主要是由系统电源不平衡和系统功率不稳定引起的。以0.5%为临界点。当电网输出频率偏移达到这个值时，整个电网将处于极大的不稳定状态。电网频率的偏移也会影响系统的其他设备功能。比如局部系统的有功功率会缺失，导致局部系统的频率下降，必要时负载会自动切断，但后果是系统电压会发生偏移，所以电网频率的偏移是一个连锁过程，对整个电力系统影响很大，程序复杂。电网系统频率偏移后，变频器由于电压频率过低会自动发出警报，自动停止运行，处于停机状态保护自己的装置。

 

三、影响低压变频器电压波动的应对措施

 

（1）利用动能缓冲功能的基本原理和相关参数的设置

 

电网瞬时断电后，电力系统的相关电气设备仍处于惯性运动状态，电机主要负载。当电源未连接时，电机处于发电状态。以0.1s为临界点，变频器在0.1s时间内仍正常运行，但电网断电时间在0.1s以上，变频器自动停机，处于自我保护状态。在这种情况下，最合理的对策是处理低压变频器的内部系统，利用动能缓冲功能的原理，将运行中的电机作为发电机，为变频器提供足够的电能。这些措施可以确保变频器在一段时间内保持正常运行。

 

当供电系统处于瞬时失压状态时，母线的正常电压UN开始逐渐下降，当降低到变频器系统的动能缓冲功能时，阈值电压UKIBON就会被激活。随着变频器输出频率的降低，内部母线电压从输出端改变，然后通过电机的动能返回直流母线，从而保持变频器控制系统的基本运行。

 

（2）设置柔性响应的工作原理及相关参数

 

当供电系统的电压下降时，可以通过降低输出电压来维持变频器的正常运行状态。激活变频器的柔性响应功能，可以在合理范围内控制电压的调节深度，通过柔性响应调节器的FLR控制U/F常数，通过降低变频器的输出频率F来降低输出电压U。在变频器系统的整体控制下，柔性响应中有最小输出电压UFLRMIN。以这个最小值为标准，变频器可以作为电源一直通电的正常输出电压。此外，柔性响应还有一个阈值电压，当电源电压降低到这个阈值时，就会启动柔性响应。

 

(3)设置变频器的二次启动功能，避免低压变频器因始终处于低压状态而停机

 

大多数大型电气设备由于功率过大，启动时需要很大的启动电压，否则不能正常启动，但这种情况通常使整个电网处于瞬时失压状态，变频器往往因突然失压而自动停机，直接导致电网负载功能极不稳定和停机。因此，在这种情况下，可以设置再启动功能。设备断电后，通过相关机械装置切断设备电源，然后启动变频器，避免变频器长期失压。

 

四、结语

 

在工厂生产中，变频器的正常运行是不可分割的，因此提高变频器的工作稳定性非常重要，需要采取有效措施解决变频器容易受到电压瞬时波动的干扰和影响的缺点。通过分析，可以有效地控制变频器的稳定性，以解决电压瞬时波动的合理解决方案。