（中国航发沈阳发动机研究所 能源动力保障中心 辽宁沈阳 110000）
摘要：大功率电机的变频拖动在航空发动机测试台中大量应用。文章主要分析怎样才能延长变频器的使用寿命，从而促进变电器在科研试验中更好的应用。
关键词：电压；波动；变频器
引言
随着电机变频拖动技术的发展，变频拖动的功率、精度、跟随性不断提高，较低的使用成本、环保节能等特点。今年来逐步在航空发动机测试台中使用中压变频拖动替代传统航空发动机拖动。变频器损坏因素很多，但主要是由于电压波动出现冲击性功率负荷。一旦出现供电系统短路或者是负载启停冲击的情况，都会使电网电压瞬时产生巨大变化，最终导致变频器损坏。因此，相关技术人员一直在研究怎样使变频器运行更加稳定。
一、变频器的组成
变频器电路主要是由整流与逆变两部分电路构成，对于整流电路而言，主要作用于频率与电压都可以进行调节的交流电上，是使交流电变成直流电的过程；而对于逆变电路而言，主要作用于直流电上，是将直流电变成工频交流电的过程。对于变频调速装置而言，主要是由一路直流电压一路交流电压共同组成。
二、电压波动对变频器的危害
（一）欠电压对变频器的危害
对于变频器而言，在运行过程中需要多种功率性器件，而这部分功率性器件都具备过载功能，在电网出现欠电压幅度小而且时间短的情况下，一般不会影响功率器件的运行；一旦出现电压降幅大、持续时间又长的情况，造成变频器开关不能正常起振，使控制电源输出停止或者是功率降低，最终导致其控制系统紊乱，功率器件无法自动关闭，使变频器因为欠电压而受到损坏。
（二）过电压对变频器的危害
变频器出现过电压的情况，是因为相关设备直流电回路过程中出现过电压。首先，过电压的出现会使相关设备的滤波电容器寿命缩短，严重者会造成电容器爆裂的现象。其次，如果电网中出现过电压时，会造成电机中铁芯的磁通现象，使磁路不断出现饱和的情况，使励磁电流不断增加，致使相关设备的电机温度不断提升，最终造成变频器损坏。最后，电网电压过高可以直接使回路电压过高，导致变频器在工作时输出的电压脉冲增加，使相关设备的电机绝缘程度下降。
二、预防电压波动对变频器危害的措施
（一）预防欠电压对变电器造成的危害
（1）调节低电压保护值
在中压变频器应用中为了可以进一步控制电力设备加速时间，可以调低电压保护值[1]。首先，电力设施被变频器控制时，提升速度时间要短、速度更快，这时变频器会把电压快速降低，使变频器因为欠电压出现跳停的情况，为此能够依照相关生产工艺，把变频器控制的电力设备提速时间调节的长一些，以此减少电网因为欠电压对变频器产生危害。其次，大部应用过程中为了解决因为供电电源额定值下降，使变频器出现跳停的问题，将变频器的抗电压能力提高。在这一过程中相关技术人员要按照出厂说明书对变频器进行调试，主要调试内容为调低电压保护值。
（2）变频器自动重启功能
对于功率较大的电网设备在起动过程中出现电压迅速变化，造成变频器因为欠电压瞬间失去应有的保护。因此相关技术人员一直针对变压器自动重启进行研究。首先，相关技术人员可以运用另外加设机械与直流电制动等多种方法，使变频器停止运行。其次，电力设施要在变频器完成停止工作的情况下，才可以重新对其实施启动措施。最后，在变频器断电以后，通过剩磁感应电动势产生的频率，再使用相关设备将正弦波变为方波，再利用方波获得电机运行的真正频率数值。在这一过程中，变频器依据获得的电机频率值与电压有效结合在一起后，再重新启动被变频器控制的电力设施。
（3）装设UPS供电
电力设施在供电过程中被强行中断，可以使蓄电池的直流电转变为交流电的UPS供电设备，因为此供电设备拥有滤波与稳压和持续供电的性能。
在变频器上安装UPS，能够通过失压、零切换时间等特征，减少变频器在欠电压时出现跳停的情况。如果电源出现失电压或者是突然停电，UPS用马上调配机内电池中电能，继续为电力设施供电，可以维持变频器平稳运行。
（二）预防过电压对变频器造成的危害
（1）在储能元件两端并联负载
相关技术人员为了进一步降低过电压可能对变频器带来的各种危害，可以在储能元件的两侧加装负载。在这一过程中相关技术人员要不间断的对变频器正常运行时产生的电压进行监控，而且关闭临界值控制功率的导通。如果变频器直流母线已到临界值，功率管的导通时利用并联负载的方式，将剩余的电量消耗掉，使直流电压无法再上升。
（2）降低工频电源电压
经相关技术人员研究得出结论，在变频器的电源上可以设置三个整流器，而因为变频器中间直流回路电压也会受到电网电压的影响不断升高。一旦相关技术人员没有及时发现这一故障，并且实施相关保护措施，可能导致变频器被烧坏。假设变频器临近变压器，输入电压值超过380V，就会导致中间直流回路承载电压过高。在这时技术人员能够通过变压器对绕组分、连接位置进行调试，将电压调到低，使回路电压无法继续攀升。
（3）在中间直流回路中增加电容
相关技术人员在日常工作中要按照变频器的泵机功率，测量直流回路的电流与电压，而且还要在变频器上串联可以储备电量的电容，使回路具备承载过电压的功能；还能够通过使用大容量变频器的方法，提升自身的稳定性。在这一过程中技术人员还要注意变频器的泵机功率是否能够承受突然升高的电压。
（4）浪涌吸收器与串联电抗器的应用
在变频器上安装浪涌吸收器与串联电抗器，以便吸收剩余电能。经过相关技术人员对因为各种原因，导致变频器受到不可挽回的损害展开研究。比如自然界的雷电与电网中的闪电，还有因为补偿电容而出现的突然放电，使变频器出现过电压的现象。为了有效解决这部分问题，相关技术人员在变频器上安装浪涌能量吸收器与串联电抗器的方式，把剩余电能全部吸收掉。一旦电路内部电压突然升到已经大于触发电压的时候，电路就会通过对地导通以及击穿的方式，泻除过强的电流，达到保护变频器不受损坏的目的。
（5）多台变频器共用直流母线
在实际应用环境中将多台变频器共同使用直流母线的技术，运用在不处于工作状态中的设备上。电力设施在短时间内没有电力供应，不会对电网产生冲击，因此瞬间失去电力供应对相关设施几乎没有影响[2]。电机被制动的过程中相关技术人员可以使用回馈电能，因此消耗能量较少，可以回馈能量的电机几乎没有功率损失，技术人员对此技术加以有效利用，可以提升使电力设施功率因数。在多台变频器一起使用直流母线技术的过程中，能够使直流母线电压的稳定性更高，降低电力设备因为启、停而产生电网电压波动的现象。
（6）调整变频器参数
首先，变频器生产厂家在生产过程中，相关工艺不受电机降速时间的限制，技术人员就能够手动变更与减速时间相关的各种参数。其次，假设减速时间会受到工艺流程限制，为了降低变频器因为过电压而出现跳停的现象，技术人员也可以通过手动调节的方式，使变频器的频率下降，以此保证变频器不会因为电压的波动而造成损坏。
结束语
企业要求相关技术人员在安装变频器过程中，要按照相关工艺流程，以变频器具体参数为基础，实施具体安装措施，才能够预防因为电网电压因大幅度波动给变频器带来的损害。
参考文献
[1]翟培亮.变频器防低电压穿越的分析及装置[J].仪器仪表与分析监测,2019(02):23-26.
[2]张彤.电网电压波动对变频器的危害及其解决措施[J].科技视界, 2018(30):256-257.
[3]黄易梁.电压源型电力推进变频器抵御电网波动的应用研究[J].船舶与海洋工程,2016,32(02):49-54+73.
[4]马国兴.电压瞬时波动对低压变频器的影响及解决方案[J].电世界,2014,55(08):48-51.