Помилки частотного перетворювача
Під час роботи частотного перетворювача (ПП) виникають різні аварійні ситуації, які можуть призвести до несправності ПП або керованого ним двигуна. Для їх запобігання, в ПП вбудовані захисні функції, які активуються при критичних значеннях контрольованих параметрів. При появі небезпечного події ПП видає повідомлення про помилку і обезструмлює двигун, відключаючи свої вихідні каскади. Код помилки і її параметри (струм, напруга, частота в момент появи аварії) дозволяє визначити причини її виникнення і запобігти ймовірність її появи в подальшому.
Помилки можуть бути викликані різними причинами і подіями. Не всі з них говорять про несправності ПП. Частина з них викликана неправильно налаштованими параметрами перетворювача або некоректно обраним режимом роботи. Відхилення від норми викликані перевантаженням або несправністю механічних вузлів керованого обладнання. Перешкоди і нестабільність мережі живлення також можуть створювати аварійні ситуації. У більшості випадків захисні функції дозволяють захистити ПП і запобігти виходу його з ладу.
Перевантаження по струму
При збільшенні навантаження на двигун зростає струм в його обмотках. Це може привести до пошкодження вихідних каскадів ПП або обмоток двигуна. У ПП вбудовані струмові датчики, які можуть контролювати величину струму що протікає по обмотках двигуна. Якщо струм двигуна перевищує деяке порогове значення, то видається помилка «перевантаження по струму» і обертання зупиняється. Поріг спрацьовування датчиків можна налаштовувати за допомогою параметрів ПП. Зазвичай вибирається значення 120 -150% від номінального струму.
Підвищена напруга в ланці постійного струму
Ця помилка з'являється, якщо напруга в ланці постійного струму перевищує деяке порогове значення. Найбільш часто ця ситуація з'являється під час гальмування двигуна, що має високо-інерційну навантаження. При гальмуванні, фактична швидкість обертання починає перевищувати значення задається перетворювачем. Це призводить до того, що двигун починає працювати в режимі генератора. Вироблена енергія повертається в ПП і накопичується в ланці постійного струму. Збільшення напруги в ланці постійного струму може призвести до пошкодження перетворювача. Тому при досягненні порогового значення ПП відключає вихідні каскади і подальше гальмування двигуна відбувається за інерцією. Для гасіння надлишкового напруги виділяється при гальмуванні застосовують гальмівний резистор, що підключається до ланки постійного струму.
Тепловий перегрів двигуна
Більшість сучасних ПП мають датчики струму в вихідних каскадах, що дозволяють вимірювати величину струму що протікає в обмотках двигуна. Це дозволяє використовувати функцію електронного теплового реле для захисту двигуна від перегріву. При розрахунку температури двигуна враховується не тільки поточне значення струму, але і значення за попередній період часу. Якщо передбачуване (розрахункове) значення температури перевищує порогове значення, то видається повідомлення про помилку. Розраховане значення може відрізнятися від реальної температури двигуна. Тому при налаштуванні цієї функції потрібно коригувати параметри цієї функції в залежності від умов експлуатації двигуна.
Силовий модуль ПП сильно нагрівається під час роботи. Для його охолодження використовуються алюмінієві радіатори, які складають частину корпусу ПП. Для прискорення відведення тепла від радіаторів використовують примусове охолодження. Вентилятори створюють потік повітря, який обдуває ребра радіатора, охолоджуючи його. Пошкодження вентиляторів або зменшення повітряного потоку призводить до погіршення охолодження і зростанню температури радіатора. Це може привести до порушення в роботі ПП або до його поломки. Тому за допомогою температурних датчиків проводиться вимірювання температури силових елементів і при перевищенні деякого порогового значення температури, робота ПП блокується.
Знижений вхідна напруга
ПП чутливий до зміни напруги живлення. Знижена напруга живлення ПП може привести до порушення його нормальної роботи. ПП не зможе забезпечити стабільну роботу двигуна, створити необхідний момент обертання. Тому ПП відстежує рівень вхідного напруги. При зниженні його нижче певного порогового значення обертання двигуна блокується і видається повідомлення про помилку. Помилка може видаватися при зниженні рівня вхідної напруги, скачках або короткочасному зникненні напруги. Для зниження ймовірності появи помилки і стабілізації вхідної напруги використовують дроселі - котушки індуктивності великої місткості. Використання вхідного дроселя захищає ПП від стрибків напруги і стабілізує вхідний струм. Це значно збільшує термін служби ПП і знижує ризик його виходу на підводному човні в мережі живлення.
Обрив вхідний фази
При пошкодженні комутаційної апаратури (контактор або автоматичний вимикач) або силових кабелів може виникнути ситуація коли на вхід НС не надходить напруга по одній фазі. У більшості випадків це складно помітити тому ПП при цьому не відключається і продовжує працювати. Струм надходить через дві що залишилися фази збільшується (т.к навантаження залишається колишньою). Це може привести до пошкодження вхідних каскадів ПП. Крім цього при збільшенні навантаження на двигун може не вистачати потужності що призводить до появи збоїв в роботі ПП. Використання цієї захисної функції дозволяє відслідковувати напругу на вхідних клемах ПП. Якщо з якої-небудь фазі воно опуститься нижче деякого порогового значення то видається повідомлення про помилку.
Обрив вихідний фази
Пошкодження силового кабелю, порушення контакту в клемній коробці двигуна або на вихідних клемах ПП може привести до порушення харчування двигуна. Припинення подачі напруги на одну з обмоток двигуна призведе до зупинки обертання і збільшення струму через залишилися інші обмотки. Двигун почне перегріватися і через пошкодження ізоляції обмоток вийде з ладу. Для запобігання цій ситуації використовується захист від обриву вихідний фази.
Обрив детектується зміною струму що протікає через вихідні каскади ПП. Якщо висока напруга, яка через будь-яку вихідну силову клему (U, V, W) стає значно менше порогового значення, то ПП відключає вихідні каскади і видає повідомлення про помилку. Для виключення помилкових спрацьовувань необхідно коректно ставити порогове значення. Воно залежить від потужності двигуна і режиму його роботи. При частих спрацьовування захисту необхідно перевірити стан кабелю і надійність з'єднань на виході ПП і в клемній коробці двигуна.
Функція захисного відключення використовується для швидкого відключення ПП при виникненні зовнішньої аварії. Ця ситуація може бути не бути пов'язана з роботою ПП. Наприклад натискання аварійної кнопки повинно зупиняти роботу всіх вузлів входять в систему. У цьому випадку сигнал про необхідність зупинки ПП надходить на відповідний вхід і ПП виробляє аварійну зупинку двигуна. Для активації цієї функції використовуються звичайні дискретні входи або в деяких випадках в ПП передбачені спеціалізовані входи для цієї функції. Для настройки функції використовується ряд параметрів дозволяють задати потрібну швидкість і тип гальмування, які будуть відрізнятися від звичайної ситуації гальмування.
Замикання вихідних фаз
Це критична помилка і її поява говорить про серйозні несправності в силовому ланцюзі. Основною причиною появи цієї помилки є пошкодження ізоляції обмоток двигуна або сполучних кабелів між ПП і двигуном. При пошкодженні ізоляції в ланцюзі з'являється ділянку, на якому через малий опір відбувається з'єднання двох фаз силового напруги. По цій ділянці починає протікати великий струм, який може досягати сотень ампер. Цей струм здатний пошкодити двигун, силові елементи ПП або призвести до пожежі (загоряння через перегрів кабелю). Силові транзистори IGBT в вихідних каскадах ПП здатні короткочасно витримувати струм короткого замикання (кілька мсек). За цей час ПП повинен діагностувати помилку і відключити вихідні каскади ПП.
Поява цієї помилки говорить про наявність витоку струму в двигуні або сполучних кабелях. Найбільш часто помилка викликана погіршенням ізоляції обмоток двигуна. Також помилка може бути викликана умовами експлуатації двигуна. При роботі двигуна в приміщеннях з підвищеною вологістю, ізоляція обмоток погіршується що призводить до збільшення струмів витоку. Ще однією з причин появи помилки є занадто велика довжина кабелю з'єднує двигун з частотним перетворювачем. В цьому випадку рекомендується використовувати вихідні дроселі або синусоїдальні фільтри. При частій появі цієї помилки рекомендується перевірити цілісність ізоляції обмоток двигуна і сполучних кабелів.