雖然現(xiàn)在變頻器（以下簡稱-VFD）在保護電路上的功能已經(jīng)相當(dāng)完善，而且為了保護價格昂貴的逆變模塊，所有變頻器廠商都在自己的保護電路上下足了功夫，從檢測輸出電流到檢測驅(qū)動電路中的IGBT壓降，力求以最快的應(yīng)變速率實現(xiàn)最快的過載保護！
從電壓檢測到電流檢測，從模塊溫度檢測到異相輸出檢測等。，一直沒有任何一種電器的保護電路，比如VFD，是專用的，投入的。VFD的銷售人員在提到VFD的性能時，一定也會提到VFD的保護功能，往往會不自覺地向用戶承諾，有了它的全面保護功能，你的電機就不容易燒壞了。這個銷售人員不知道這個承諾會給自己帶來很大的被動！
但是我們要明白，用了VFD，電機真的不燒了嗎？這里的答案是:與工頻電源相比，使用VFD更容易燒壞電機，使得VFD逆變模塊容易報銷。VFD靈敏的過流保護電路在這里不知所措，起不到任何作用。這是VFD module損壞的一個主要外因。我聽到了整個故事。
下面通過兩個案例來介紹非正常負荷造成的故障損害:
1、電機可以在工頻下運行。雖然運行電流略大于額定電流，但長期運行后會有一定的溫升。這是個有病的電機，燒起來之前還真能跑。但是訪問VFD后，會出現(xiàn)頻繁過載，以至于無法運行?，F(xiàn)在還不重要。
2、電機以工頻下運行，用戶多年來一直正常使用。請注意“很多年”這個詞。用戶想節(jié)省電費，或者因為技術(shù)改造，需要變頻改造。但是在訪問VFD之后，會頻繁出現(xiàn)oc故障，這是好事。保護失效了，模塊也沒壞。
可怕的是VFD不是馬上跳oc故障，而是無緣無故的運行——才運行了三兩天，模塊就炸了，電機也燒了。用戶依賴銷售人員:你裝的VFD質(zhì)量很差，燒了我的電機。你得賠償我的馬達！
在此之前，電機看起來狀態(tài)良好，運行良好，運行電流也有測量。因為負載輕，達到了額定電流的一半；測量三相電源，380V，非常平衡穩(wěn)定。真的很像VFD的損壞，電機損壞。
經(jīng)過多年的運行，由于溫升、潮濕等原因，電機繞組的絕緣程度已經(jīng)大大降低，甚至出現(xiàn)明顯的絕緣缺陷，處于電壓擊穿的臨界點。在供電條件下，三相50Hz正弦波電壓輸入電機繞組，繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也較低，線路中的浪涌分量較小，電機絕緣程度降低，可能只帶來微不足道的“漏電流”。但匝間和相間繞組尚未產(chǎn)生電壓擊穿，電機仍處于“正常運行”狀態(tài)。
應(yīng)該說，隨著絕緣老化的進一步加深，相信在不久的將來，電機最終會因為絕緣老化引起的相間或繞組間的電壓擊穿而燒毀，即使是在工頻供電的情況下。但問題是，現(xiàn)在沒燒。
VFD接入后，電機的供電條件變得“糟糕”:VFD的輸出PWM波形實際上是幾kHz甚至十幾kHz的載波電壓，在電機繞組的供電回路中也會產(chǎn)生諧波電壓的各種分量。
根據(jù)電感特性，流經(jīng)電感器的電流變化速度越快，電感器的感應(yīng)電壓越高。電機繞組感應(yīng)電壓高于電源(微信官方賬號:水泵管家)。工頻供電時不能暴露的絕緣缺陷，承受不了高頻載波下感應(yīng)電壓的沖擊，所以發(fā)生繞組匝間或相間的電壓擊穿。電機繞組的相間和匝間短路導(dǎo)致電機繞組突然短路。在運行中，模塊爆炸，電機燒毀。
VFD在起動初期，由于輸出頻率和電壓都處于低幅值，當(dāng)負載電機發(fā)生故障時，雖然引起較大的輸出電流，但電流往往在額定值以內(nèi)，電流檢測電路及時動作。VFD防止模塊爆炸。
但如果三相輸出電壓和頻率在全速(或接近全速)運行時達到很高的幅值，而此時電機繞組出現(xiàn)電壓擊穿，瞬間就會形成巨大的浪涌電流，那么逆變器模塊在電流檢測電路動作之前就承受不了，就會爆裂損壞。
可見，保護電路并不是萬能的，任何保護電路都有其“軟肋”。VFD對全速運行的電機繞組突然電壓擊穿無能為力，不能起到有效的保護作用。但不僅僅是VFD保護電路，任何電機保護器都無法有效保護這種突發(fā)故障。出現(xiàn)這種突發(fā)故障，只能宣告電機真的死了。
這種故障對VFD的逆變器輸出模塊是致命的打擊，無法避免。
電源或負載引起的其他原因，如過壓、欠壓、負載過重甚至堵轉(zhuǎn)引起的過流等，在VFD的保護電路正常的前提下，可以有效保護模塊的安全，模塊的損壞概率會大大降低。這里就不討論了。
VFD模塊因電路不良而損壞。
1.驅(qū)動電路不良會對模塊造成一級傷害。
根據(jù)驅(qū)動電路的供電方式，一般采用正負電源供電。+15V電壓提供IGBT管的激勵電壓，使其導(dǎo)通。-5V提供IGBT管的截止電壓，使其可靠和快速。
當(dāng)+15V電壓不足或失去時，相應(yīng)的IGBT管不能打開。如果驅(qū)動電路的模塊故障檢測電路也能檢測到IGBT管，VFDOC信號可以在模塊故障檢測電路一投入運行就上報，VFD實施保護性關(guān)斷動作，對模塊幾乎無害。
萬一-5V的負截止電壓不足或失去(就像三相整流橋一樣，我們可以先把逆變輸出電路看成一個逆變橋，然后用IGBT管組成三個上橋臂和三個下橋臂，比如U相上橋臂和U相下橋臂。)，當(dāng)任意一相的上(下)橋臂勵磁導(dǎo)通時，對應(yīng)的下(上)橋臂的IGBT管會由于截止負電壓的損失而被IGBT管的集電極-柵極結(jié)電容充電，導(dǎo)致管的誤導(dǎo)導(dǎo)通，兩個管的共同連接會形成對DC電源的短路！后果就是:模塊炸了！
切斷負壓的損失是由于驅(qū)動IC損壞造成的。也可能是驅(qū)動IC后級的功率驅(qū)動級(通常由兩個互補的電壓跟隨功率放大器組成)下管損壞造成的；觸發(fā)端子引線連接不良；也就是說，再驅(qū)動電路的負電源分支壞了，或者電源濾波電容失效了。一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象之一，必將對模塊造成致命打擊！這是不可逆的。
2.不良的脈沖傳輸路徑也會對模塊造成威脅。
CPU輸出的6個PWM逆變器脈沖往往經(jīng)過6個反相(同相)緩沖器，然后送到驅(qū)動器IC的輸入引腳，從CPU到驅(qū)動器IC，再到逆變器模塊的觸發(fā)端。只要六個信號中有一個中斷-
(1) VFD有可能報告oc故障。逆變橋下三個橋臂的IGBT管導(dǎo)通時的壓降由模塊故障檢測電路檢測和處理，而上三個橋臂的IGBT管導(dǎo)通時的壓降在小部分VFD中檢測，大部分VFD省略了壓降檢測電路。當(dāng)失去激勵脈沖的IGBT管恰好有壓降檢測電路時，激勵脈沖丟失后，檢測電路會報OC故障，VFD關(guān)斷保護；
(2) VFD有偏相運行的可能。失去激勵脈沖的IGBT管是沒有管壓降檢測電路的管，只有截止負壓存在，能使其可靠截止。相位橋臂只有半波輸出，導(dǎo)致VFD相位偏置操作。導(dǎo)致電機繞組中產(chǎn)生DC分量，還形成較大的浪涌電流(微信官方賬號:水泵管家)，導(dǎo)致模塊受到?jīng)_擊損壞！但損傷概率低于第一種原因。
如果這個脈沖傳輸路徑一直關(guān)著，即使模塊故障電路不能發(fā)揮作用，變壓器等電流檢測電路可以發(fā)揮作用，也可以起到保護作用。但又怕這個傳輸路徑因為接觸不良等故障原因時開時關(guān)，甚至?xí)S機關(guān)。電流檢測電路莫名其妙，無法響應(yīng)，VFD會造成“間歇性相位偏差”輸出，導(dǎo)致沖擊電流大，損壞。
在這種輸出狀態(tài)下，電機會“跳動”，發(fā)出“吱吱”的聲音，發(fā)熱量和損耗會大大增加，也容易損壞。
3.電流檢測電路和模塊溫度檢測電路失效或失效，不能有效保護模塊過流過熱，造成模塊損壞。
4.主DC回路儲能電容容量減少或失去容量后，DC回路電壓脈動分量增加，但在VFD啟動后空載和空載方式下不明顯。但在帶載啟動過程中，電路電壓浪涌，逆變模塊爆裂損壞，保護電路不知所措。
運行多年的VFD在模塊損壞后，不能忽視對DC電路儲能電容容量的檢查。電容完全損耗的情況很少遇到，但是一旦遇到，逆變器模塊在帶載啟動的過程中就會損壞，這是肯定的！
但是有少數(shù)VFD品牌的產(chǎn)品質(zhì)量低劣，偷工減料，模塊易損壞。是的，近年來VFD市場競爭日益激烈，VFD的利潤空間越來越窄。但是我們可以通過技術(shù)進步和生產(chǎn)力的提高來提高自己產(chǎn)品的競爭力。
但是，以舊換新、以次充好、降低模組產(chǎn)能偷工減料來增加自己的市場份額，是不明智的。是目光短淺的行為。
1.質(zhì)量差、過度精細化、制造增加了VFD故障保護電路的故障率，逆變模塊得不到保護電路的有效保護，從而增加了模塊損壞的概率。
2.逆變器模塊容量的選擇一般應(yīng)達到額定電流的2.5倍以上，以保證長期安全運行。比如30kW VFD，額定電流60A，模塊應(yīng)該在150A到200A之間。用100A，太小了。但是有的廠商敢用100A模塊裝！更何況還有老模塊和有缺陷的模塊。這種VFD不僅在運行中容易損壞模塊，而且在啟動時模塊經(jīng)常會發(fā)生爆炸！現(xiàn)場安裝這種VFD的工人被嚇到了，遠遠地用木棍按下了操作面板的啟動鍵。
容量小的模塊必須能勉強運行，模塊過載，保護電路也是一樣的虛設(shè)(保護的是VFD的標(biāo)注功率容量，而不是模塊的實際容量值)。
但是這種機器，往往會因為價格低廉的原因，在上市之初能又看似“火爆”市場，但在后續(xù)客戶的實際使用過后不久，這種廠家就可能因為售后維修問題壓力過大導(dǎo)致倒閉。
