VFD-Überstromfehler bei Betrieb mit konstanter Drehzahl: Eingehende Fehlersuche und Lösungen

Heute befassen wir uns mit einer hartnäckigen industriellen Herausforderung: VFD-Überstromfehler bei Betrieb mit konstanter Drehzahl.

Viele fragen mich, wie man Überstromfehler bei Frequenzumrichtern beheben kann, insbesondere wenn sie bei konstanter Drehzahl auftreten - ein besonders komplexes Szenario. Dieses Problem umfasst zahlreiche Variablen, von Sensorungenauigkeiten bis hin zu versteckten Einschaltströmen. Auf der Grundlage von mehr als drei Jahrzehnten Erfahrung in der Forschung und Entwicklung von Frequenzumrichtern und der Inbetriebnahme vor Ort habe ich diesen Fehler in einer ausführlichen Serie aufgeschlüsselt, um Ihnen zu helfen, Folgendes gründlich zu verstehen VFD-Fehlerbehebung Methodologien.

In unseren Handbüchern für die Serien EV510A oder EV200 wird dieser Fehler normalerweise als FU04 (Überstrom bei konstanter Drehzahl) angezeigt. Wenn Ihr Gerät während des normalen Betriebs aufgrund eines VFD-Überstromfehlers bei konstanter Drehzahl plötzlich ausfällt, befolgen Sie sofort dieses Diagnoseverfahren.

Erstdiagnose eines VFD-Überstromfehlers bei konstanter Drehzahl: Erkennen von echtem und falschem Strom

Wenn der VFD einen Überstromfehler bei konstanter Drehzahl meldet, muss zunächst überprüft werden, ob der Strom wirklich zu hoch ist.

Starten Sie das Gerät neu und beobachten Sie den auf dem VFD-Bedienfeld angezeigten Stromwert. Wenn der angezeigte Wert hoch ist, verwenden Sie sofort ein Zangenmessgerät, um den tatsächlichen Laststrom vom VFD zum Motor zu messen. Wir müssen den vom VFD angezeigten Strom mit dem tatsächlichen Strom vergleichen.

Hinweis: Der vom Zangenmessgerät gemessene Strom ist in der Regel etwas höher als der Wert auf dem Display. Dies liegt daran, dass das Zangenmessgerät Oberschwingungen und Störungen erfasst, was normal ist. Wir konzentrieren uns auf die Konsistenz der Größenordnung.

Szenario 1: Anzeige zeigt hohen Strom, tatsächliche Messung sehr niedrig

Wenn Sie beobachten, dass die Schalttafel einen extrem hohen Stromwert anzeigt, das Zangenmessgerät aber einen sehr niedrigen Strom misst (z. B. nur ein Drittel des Nennstroms), deutet dies darauf hin, dass der VFD “lügt”.”

Dies deutet auf eine Abweichung oder einen Fehler im internen Stromerkennungssensor oder im Steuerkreis des VFDs hin. Bei dieser Art von VFD-Überstromfehler bei konstanter Drehzahl, der durch eine Fehleinschätzung der Hardware verursacht wird, ist es nicht erforderlich, den externen Motor zu überprüfen. Der Fehler sollte direkt als VFD-Hardwarefehler diagnostiziert werden, was eine Kontaktaufnahme mit dem Hersteller erfordert (z.B., Nanjing Oulu Electric) zur Reparatur.

Fehlersuche bei dreiphasigem Spannungsungleichgewicht und Antriebsstromkreis

Wenn die Anzeige hohe Werte anzeigt und die tatsächlichen Strommessungen ebenfalls hoch sind, deutet dies darauf hin, dass der Überstromfehler des Frequenzumrichters bei konstanter Drehzahl durch eine echte Überlast verursacht wird. An diesem Punkt müssen wir die Situation des dreiphasigen Spannungsungleichgewichts weiter analysieren.

Dreiphasige Strombilanz

Wenn die dreiphasigen Ströme sehr hoch, aber sehr ausgeglichen sind, deutet dies darauf hin, dass der Frequenzumrichter selbst in Ordnung ist.

Identifizierung der Grundursache:

• Prozess-Probleme: Überlastete oder blockierte Last.
• Probleme mit dem Motor: Unterdimensionierter oder nicht angepasster Motor (siehe EV510A Auswahlhilfe).
• Mechanische Resistenz: Abnormalitäten im Übertragungsmechanismus.

In diesem Szenario sollten Sie den Motor und die Last nach dem Ausschlussverfahren untersuchen; der VFD ist nicht die Ursache.

Dreiphasige Stromunsymmetrie

Dies ist das Hauptaugenmerk bei der Fehlersuche bei VFD-Überstromfehlern bei konstanter Drehzahl. Klemmen Sie die Motorkabel ab und messen Sie mit einem Multimeter direkt die dreiphasige Ausgangsspannung an den VFD-Klemmen.

1. die Ausgangsspannung ist ausgeglichen, aber der Laststrom ist unsymmetrisch

Dies wird in der Regel durch “Zwischenschaltungen” verursacht. Prüfen Sie, ob ein Leistungsschalter oder ein AC-Schütz zwischen dem VFD und dem Motor installiert ist.

Da der VFD hochfrequente PWM-Rechteckwellen anstelle von Standard-Sinuswellen ausgibt, sind die Kontakte des Schützes anfällig für Überhitzung und die Bildung eines Oxidfilms unter Hochfrequenzimpulsen. Diese Oxidschicht erzeugt einen Hochfrequenzwiderstand, der zu einem dreiphasigen Spannungsungleichgewicht führt und in der Folge den Überstromfehler des VFD bei konstanter Drehzahl auslöst.

Killer-Tipp: Verwenden Sie kein Multimeter, um den Kontaktwiderstand des Schützes zu messen (er wird nicht registriert). Überbrücken Sie stattdessen das Schütz direkt und testen Sie das System. Wenn der Fehler verschwindet, tauschen Sie das Schütz sofort aus.

2. die Ausgangsspannung bleibt nach dem Abschalten des Motors unsymmetrisch

Dies weist auf ein internes VFD-Problem hin. In der Regel handelt es sich nicht um einen IGBT-Fehler (der normalerweise einen Kurzschlussalarm auslöst), sondern um einen Fehler im IGBT-Antriebskreis.

Wenn die Ansteuerspannung in einem der sechs Kanäle abfällt, erhöht sich der Abfall der Leitspannung des entsprechenden IGBTs, was zu einem Ungleichgewicht der Ausgangsspannung führt. Dies ist ein Hardwaredefekt; senden Sie das Gerät zur Reparatur ein.

Symptome einer fehlerhaften VFD-Encoder-Kopplung

Wenn die Anlage während des Betriebs auffällige diskontinuierliche Vibrationen in Verbindung mit Überstrom aufweist, sollten Sie sich auf die Inspektion dieser beiden kritischen Bereiche konzentrieren - sie sind oft die versteckten Schuldigen für Überstromfehler von Frequenzumrichtern bei konstanter Drehzahl.

• Mechanische Blockierung: Schlechte Lagerschmierung oder mechanische Blockierung können Stoßbelastungen verursachen.
• Versagen des Gebers: Dies ist eine praktische Erfahrung, die in vielen Fachbüchern fehlt. Wenn der Motor mit einem Encoder ausgestattet ist, müssen Sie in der Lage sein, die Symptome einer schlechten VFD-Encoder-Kopplung zu erkennen.

Fehlerlogik: Wenn die Kupplungsstellschraube locker oder die Passfedernut verschlissen ist, kann sich der Motor drehen, während das Rückführungssignal kurzzeitig ausfällt (fehlende Schritte), was zu einem Encoder-Rückführungsfehler führt. Bei Antrieben, die eine Vektorregelung mit geschlossenem Regelkreis (FVC) unterstützen, wie z. B. der EV510A, interpretiert das System dies als unzureichende Drehzahl. Der PID-Algorithmus gibt dann sofort einen massiven Stromstoß aus und versucht, das Drehzahlziel “einzuholen”, wodurch der Überstromfehler des Frequenzumrichters bei konstanter Drehzahl ausgelöst wird.

Mikrosekunden-Stoßstrom und Ausgangsdrossel

Dies stellt den schwersten Fehlerzustand dar: Die Schalttafel zeigt einen sehr niedrigen Strom an (z. B. nur 50% des Nennstroms), doch der Wechselrichter meldet häufig “VFD-Überstromfehler konstante Drehzahl”.”

Selbst mit einem Zangenmessgerät lassen sich keine Anomalien feststellen, da es sich um einen Stoßstrom im Mikrosekundenbereich handelt.

Ursachenanalyse: Übermäßig lange Kabel zwischen VFD und Motor erzeugen eine erhebliche verteilte Kapazität (Koppelkapazität) zwischen den Phasen. Unter den überlagerten PWM-Oberschwingungsspannungen bildet dies Spannungsspitzen, die eine sofortige Auf- und Entladung der verteilten Kapazität verursachen. Dieser Lade-/Entladestrom ist extrem kurz, hat jedoch einen extrem hohen Spitzenwert, der direkt den Hardware-Schutz des VFD auslöst und den Alarm “VFD-Überstromfehler konstante Drehzahl” verursacht.

Lösung:

• Reduzieren Sie die Trägerfrequenz: Siehe dazu die EV200 Handbuch oder EV510A Handbuch für Parameter P0-15. Senken Sie die Trägerfrequenz entsprechend ab (z.B. von 8kHz auf 4kHz oder niedriger). Dadurch werden Oberschwingungsspannungen und Ableitströme wirksam reduziert.
• Installieren Sie eine Ausgangsdrossel: Fügen Sie eine Ausgangsdrossel am VFD-Ausgang hinzu, um momentane Stromspitzen zu unterdrücken und so den Überstromfehler-Alarm des VFD bei konstanter Drehzahl zu eliminieren.

Schlussfolgerung

Die Lösung des Problems des Überstromfehlers bei konstanter Drehzahl eines Frequenzumrichters ist im Grunde ein Kampf zwischen ‘Stromauthentizität’ und ‘Störquellen’. Von den einfachsten Messungen mit dem Zangenmessgerät über die Identifizierung von Symptomen einer schlechten FU-Geberkopplung bis hin zur unsichtbaren Unterdrückung von Stoßströmen erfordert jeder Schritt eine präzise Beurteilung.

Bei komplexen Problemen, die auf lange Kabelwege oder hohe Oberschwingungen zurückzuführen sind, führt eine angemessene Absenkung der Trägerfrequenz oder das Hinzufügen einer Ausgangsdrossel oft zu bemerkenswerten Ergebnissen. Wenn Sie bei der Auswahl oder dem Austausch eine störungsresistentere und stabilere Antriebslösung benötigen, empfehlen wir Ihnen die technischen Handbücher für unsere EV510A oder Baureihe EV200. Ihre eingebauten Schutzfunktionen - wie schnelle Strombegrenzung und Überstromschutz - reduzieren das Auftreten solcher Fehler erheblich und gewährleisten einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb der Produktionslinie.