变频器OC故障的来源和实质

OC故障在变频器的所有故障中出现的频率，也许是最高的，最为频繁的。在起动过程中报警，在停机过程中报警，在运行中报警，以至于上电即警示，还甚至以其它故障代码或现象间接地告知你：该台变频器存在OC类的故障！

在变频器说明书中对OC故障的说明，大致有以下几种解释：负载侧短路，运行电流大于两倍以上时跳OC故障；变频器输出模块短路；变频器过电流；负载过大；加、减速时间太短等。有的机型中不以OC来标注此类故障，用负载侧短路、变频器过负载、有严重接地故障等来说明，这当然是OC故障的别名。

而有的变频器并不告知你故障的类别，当出现OC故障，开机会造成更大的危险时，则索性造成类似程序死机的表面现象，如英威腾的P9/G9系列机，当开机检测到模块故障时，操作面板便出现H00字符，所有按键操作均被拒绝。不明内里的人会以为：程序死机了，是CPU主板出了问题。

还有的变频器则更为有趣，当别的故障原因会导致运行中的模块损坏时，或者说如在此故障状态下模块运行具有潜在的危险时，即在停机状态，也会警示OC故障。如阿尔法P2000型机子，当主回路直流电压检测电路损坏，CPU检测到危险的电源电压时，干脆来不及报过电压故障了，直接报OC故障得了，免得使用者对电源电压过高的提示不在意！

一台《台安》N2型功率机型，上电即跳UL或UU故障，拒绝操作。检查三相电流互感器的信号，三路信号有严重偏差，起码是已经坏掉了两只。但查该说明书的故障代码表，无此两种故障代码，猜测这种代码是厂方维修人员才能破解的密码，不足为外人道的。是否也为间接地提示OC故障呢？只待修复起来才能有个答案吧。

我猜测变频器电路设计者的初衷是这样的：当上电检测模块已坏掉，或运行中出现危及模块安全的因素甚至模块已损坏时，会及时报出OC故障。其起因大致是负载侧短路或过重负载导致了严重过电流，或变频器因驱动不良或模块本身损坏造成的过电流甚至短路现象。

综上所述，OC故障预警的实质是：快速停机保护模块或运行有短路危险，模块已经坏掉！从保护上讲，模块在变频器的“价值比重”如同显像管在彩电中的价值，是不言而喻的；就产生OC故障后强制运行的危险性而言，勤部轻故障者有可能损坏模块，模块已坏再强制运行的话，则有可能使设备爆炸造成严重的人身伤害！所以设计人员对模块故障不能不做第一位的考虑！

撇开检测电路损坏误报的OC故障不说，还有的变频器无“故障”，仅仅是电源电压有稍许难以意料的偏差，或是某种干扰，也会频报OC故障，而这种故障检修起来，会让人挠头的。

大部分变频器是在启动信号投入时，跳OC信号，此种情况往往是模块并没有损坏，而只是驱动电路存在异常或接受到误报警信号（但不排除有的机型是模块已经损坏）；有的是上电即跳OC信号，则可能是模块已经坏掉，或者是具有其它运行会危及模块安全的因素，当具有这种因素存在时，有的变频器处理的措施是：操作面板能做其它参数设定工作，但不能进入操作运行；有的则是干脆拒绝所有操作，全面罢工算了。而在运行中的报OC信号：则有以下三种可能：

1、属于负载方面的异常：起动、运行、停机过程中都有可能报OC故障，一般为负载过重或变频器容量不足；
2、用户对变频器的运行参数不当，如对恒转矩负载错误设置为二次递减转矩负载，加、减速时间设置不当，尤其是对大惯性负载加、减速时间的设置。或者是对停机方式的处理不当。更有甚者，是对保护参数的误设，如对变频器或电机额定电流参数的减小性误设，使设备在额定电流以下竟出现频繁的过流报警停机，不能投入运行！
3、属于变频器本身的故障原因：往往为驱动电路的电源供电电容失效造成驱动不足，使CPU接收到IGBT管压降过大的OC信号。

但三方面的原因可归纳为一点：运行或停止状态中有严重过电流的情况发生或存在严重过电流的可能性，因而只有报出OC信号！

一般来讲，OC故障的来源有以下三个方面：

1、当逆变模块运行电流超大，达额定电流的3倍以上时，IGBT管子的管压降上升到7V以上时，由驱动IC返回过载OC信号，通知CPU，实施快速停机保护；
2、从变频器输出端的三只电流互感器（小功率机型有的采用两只），采集到急剧上升的异常电流后，由电压比较器（或由CPU内部电路）输出一个OC信号，通知CPU，实施快速停机保护。
3、IGBT管子已有或正在发生了短路性和开路性损坏。由驱动IC检测到“极其异常的”管压降，尤其是开路时管压降要大于大于7V的保护动作阀值。

这是故障检测电路及驱动电路正常时，变频器OC故障的三个来源。原因为负载侧出现电机堵转等异常过负载现象，或变频器模块内的质量缺限、器件老化等造成。

而由故障检测电路和驱动电路方面造成报OC故障的原因也有以下三方面：

1、三相输出电流检测电路。当电流互感器的内电路损坏，使故障信号输出脚输出异常高的电压信号时，CPU以为运行电流大到已到短路程度了，赶快报OC信号吧；
2、驱动IC损坏，如J316的6脚内场效应管子短路后，将6脚电压拉为故障检出状态的低电平，CPU要是再不报OC信号，那就不是CPU了；
3、驱动IC虽未损坏，但驱动电路的异常导致了模块异常的工作状态，驱动电路在此时报出OC信号，不但不算误报，而且是非常及时和可表扬的。驱动IC的供电常采用正负双电源的方式，其正电压提供IGBT导通的激励电流。其负电压为IGTB管子的截止提供助力，强制拉出IGBT结电容的电荷，使其更为可靠和快速地截止。当正电压滤波电容（往往采用47uF或100uF电容，大功率机型也有采用330uF的）的容量大为减小时，IGBT管子因激励不足，即使运行在额定电流以下，也呈现较大的管压降，经检测电路处理，CPU报出OC故障；此际的故障表现为：变频器空载或带有极轻负载时，运行正常，稍微加载即报OC故障。

如果说正电压滤波电容的失效会导致IGBT管子的激励不足，而促使驱动IC报出OC故障，IGBT管子尚不存在较大危险的话，那么负电压滤波电容的失效，则就危险得多了。在某一相上臂管子开通的同时，会将主回路正电压跳变到下管的C极上，如果负压钳位不足，管子的结电容瞬时吸入电流有可能造成下臂管子的误导通，其后果是两只共通的管子对主直流电源造成了短路！在此种情况下模块极易炸裂！无论是正电压或负电压滤波电容的失效，变频器都有可能报出OC故障。

以上是故障检测和驱动电路方面报OC故障的“现象”，还有报OC故障的“隐现象”和似是而非的报OC现象，往往不被人注意。如下三例：

1、检修一台阿尔法变频器，CNN1端子的第8脚为主回路直流电压检测信号输出脚，正常时应为3.5V左右，当因电路损坏造成5V以上的“信号输出”（相当于三相交流输入电压达500V以上了）时，CPU认为危及模块运行的安全了，于是不报过电压故障，而是上电即警示OC，以引起用户的注意。