变频调速连续给煤机的过载故障分析

 

1 变频调速的优点

1 ． 1 协调电动机同步

生产流水线、自动分拣系统等连续给煤机由 

于线路较长，通常采用几个电动机分段联合驱动。 

采用变频调速技术后 ，电动机可以直接驱 动涡轮

减速器，简化了传动机构。1 个变频器对应 1个电

动机 ，选定其叶 1   1个变频 器为主变频器 ，以其转

速为基准，其他变频器随时微调输出的电压、电

流和频率，以适应所分担的负载的波动，保证分

段驱动的连续给煤机同步运转。 

1 ． 2 无级变速

变频器通过输出不同的电源频率来改变电动

机的转速，所以在允许范围之内，只要设定输出

频率，电动机就能以相对应的转速驱动给煤机。 

1 ． 3 节能

变频器通过输出不同的电源频率来改变电动

机的转速，通过输出不同的电源电压来改变电动

机的输出功率，而电流的大小则是由电动机的机

械特性决定的。通常生产流水线和自动分拣系统

等连续给煤机根据生产的需要改变速度时，电动

机的输出功率也会做相应的改变。以三相 3 8 0   V、 

1 ． 5   k W 的电动机配备 R e l i a n c e   S P 6 0 o的变频器为

例，具体数据如表 1 所示。 

表 1 变频器输出数据

输出频率／ H z   2 0   3 0   4 0   5 0   6 0 

输出电压／ V   1 4 5   2 1 7   2 9 1   3 8 0   4 1 5 

输出电流／ A   3 ． 0   3 ． 0   3 ． 0   3 ． 0   3 ． 0 

l - 4 安全保护

变频调速系统一般有 4级安全保护功能，即

电动机过载保护、电动机过热保护、变频器过载

保护、熔断器。任何一项保护功能被启动，整个

系统都会 自动停机。其中电动机过载保护是最初

级别，也最常出现。 

通常情况下，当启动前 3种保护功能时，故

障代号总是首先反映在相应的变频器上，同时， 

整个系统在故障排除之前会停机，但真正的故障

原因并非由变频器引起。现场操作人员或者设备

维护人员往往习惯于在变频器上寻找排除故障的

突破口，盲 目地修改变频器中的参数，最后不仅

会扰乱变频器的程序配合，甚至还会将某些电器

元件烧毁。本文结合影响概率的大小和检验的难

易程度，按检验的先后顺序逐条分析能够引起电

动机过载的各种因素和处理方案。 

2 过载故障分析与处理方案

2 ． 1 检测电力供应是否合格

首先检查输入控制箱的电力是否为 3 8 0   V± 

2 ％。如果供应到变频器的电压较低，其输出电压

也会低于理论输出值，从而影响电动机的输出功

率。根据电动机的机械特性，电动机会通过增加

电流补偿功率。电流持续增加到一定程度时就能

启动变频器的电动机过载或者过热安全保护功能。 

以三相 3 8 0   V、1 ． 5   k W 的电动机配备 R e l i a n c e 

s P 6 0 0的变频器为例，根据经验，在额定负载下，  变频器在输入电压高于 3 6 5   V时还能工作，低于

 

 3 6 0   V时就会每 l 0～1 5   m i n启动 1次电动机过载或

者过热安全保护功能。 

解决办法就是调整上级变压器的输出电压或

者在控制箱前串联 1个稳压器，满足变频器对额

定电压的要求。 

供应电源是引起电动机过载或者过热的第一

隐性元凶，特别是在用电高峰期或者用电量超负

荷的企业里经常发生。电动机控制系统的过载或

过热保护功能级别较低时，对低电压反应不灵敏， 

在烧断熔断器或者烧毁电动机之前，工作人员一

般注意不到潜在的隐患。 

2 ． 2 检测三相电压是否平衡

如果输入控制箱的电压三相不平衡，即变频

器的输入电压不平衡时，其输出电压也会三相不

平衡，因为变频器只会按相同比例改变三相输出

电压值。这样不平衡的电压作用到电动机上，结

果是降低电动机输出功率和引起电动机过热，从

而启动变频器的电动机过载或过热安全保护功能。 

根据成本大小，解决办法有 3种： ( 1 )寻找

最近的三相平衡的电源，铺设 1条专用电缆线； 

( 2 )在上级变压器用电容平衡三相电源；( 3 )调

整影响三相不平衡的线路。 

三相电压不平衡是引起电动机过载或过热的

第 2隐性元凶，特别是在线路规划不合理的企业

里经常发生。 

2 ． 3 清理链条和轨道，降低沿程摩擦阻力

除带式给煤机外的连续给煤机，其结构基本

都是由输送链条带动作业工属具实现连续输送。 

链条在轨道内穿行时，一般采用润滑脂或者稀油

润滑。空气中的灰尘或者粉尘粘附到润滑脂或者

润滑油中，会逐渐形成油垢，增大摩擦系数。一

般的生产流水线或者 自动分拣系统的连续给煤机

都是数百米甚至上千米长，油垢产生的沿程摩擦

阻力累加起来不可轻视，严重时甚至能超过作业

负载。所以要定期清理轨道和链条。 

另外，对于采用脂润滑的设备，在冬季或者

低温时，因润滑脂粘度的变化引起的摩擦系数增

大，应该适时选用不同粘度的润滑脂。 

对于轮子在轨道或地面上滚动而不需要润滑

的情况，由于静电作用，通常轮子在轨道或者地

面轧过的轨迹上会积一层灰尘或粉尘，形成的沿

程摩擦阻力累加起来不可轻视，需定期清除。 

2 ． 4 排除或降低机械故障引起的负载

一

般机械故障引起的负载可以分成机械传动

异常引起的卡死和机械磨损引起的阻力 2类。因

机械传动异常引起的卡死而导致的电动机过载是

在设备运转过程中随机出现的，只要找到根源并

排除就可以使设备恢复正常运转。机械磨损引起

的阻力是逐渐增大的，增大到一定程度便能引起

电动机过载保护，这类情况主要靠平时的设备保

养来降低额外负载的产生。 

2 ． 5 提高抗负载能力系数

通常变频调速控制系统都会有一个抗负载能

力系数，该系数取值范围一般为 1 ． O～ 2 ． O ，基本

上出厂值为 1 ． O 。只有因各零件的磨损和其他摩擦

阻力的增加而造成不可避免的负载增加时，才适

当放大抗负载能力系数，以满足克服阻力的需要。 

一

般需要提高该系数的工况是：设备经过2～ 

3年运转后，尽管电力和保养都很正常，且使用条

件与此前基本相同，但偶尔会出现电动机过载保

护，这时适当提高抗负载能力系数即可。 

2 ． 6 变频器的同步协调功能失效时，排查工作先

从 PLC着手变频器协调电动机同步运转的原理是：P L C 

选定其中的 1个变频器的模拟数据为基准，分析

其他变频器反馈的模拟数据后，促使其他变频器

即时微调输出的电源频率、电压和电流，以适应

所分担的负载的波动，使分段驱动的连续给煤机

同步运转。变频调速电路简图见图 1 。  多 台 电 动 机 联 合 驱 动 的 系 统 里， 1 个 变 频 器 对应 1个电动机，正常情况是以被选定的主变频

器数据为基准，其他变频器随时微调输出的电源频率、电压和电流，直观表现是在变频器的显示

屏上，电压、电流和频率的数值一直在不停地上

下波动。 

如果电动机过载保护经常随机发生在任意一

个电动机上，而这些变频器的显示屏上电压、电

流和频率的数值基本上不变、变化缓慢或者变化

没有规律。则表明这些电动机没有协调动作。应

该由专业人员检测 P L c及其驱动程序。如果 P L c 

的驱动程序是储存在 s I M卡内，千万不能用读卡

器去复制它，否则厂家预设的技术保护程序会毫

不留情地把驱动程序自动销毁。 

2 ． 7 变频器输出不正常时。排查工作从变频器

着手  ‘ 

如果某台变频器输出值总是大于或小于其他

变频器的输出值，甚至没有功率输出，就会引起

保护功能发生在其本身或其下游的电动机上，应

该由专业人员对该变频器进行检测。 

2 ． 8 各变频器正常输出时，加载后电动机的抗载

能力却很低。排查工作可从变频器参数着手变频器输出正常，但电动机抗负载能力却低

于以前。这种现象一般是由变频器的参数设定不

合理或者不慎改动了某些参数造成的。由于调整

系统功能而需要修改参数时，最好由专业人员或

者在专业人员的指导下修改相关参数。 

对于修改参数的建议： ( 1 )不要轻易改动主

变频器参数，因其会靠一些专有参数行使特殊功

能； ( 2 )每次改动参数都要作记录，以便于恢复

原始数据和供专业人员判断故障时参考。 

3 结论

根据以上分析可以看出，变频器功能齐全， 

安全耐用，有独到的系统保护功能，不会轻易发

生故障。即便系统有了故障，虽然是反映在变频

器上，但故障根源往往在其他地方，很少由变频

器引起，所以尽量不要轻易改动其原始参数。