自然界中的电源技术变频器过电压的解决之道
在自然界中，电源技术的应用无处不在。变频器作为一种关键设备，在工业控制系统中扮演着重要角色。然而，它们也可能面临一个常见问题：过电压。这是指由于各种原因导致的变频器电压超出其额定值，尤其表现为直流母线上的直流电压。当变频器运行时，其直流部件所承受的平均直流电压通常等于三相全波整流后的平均值，即1.35倍线电压。
在实际工作中，变频器会遇到多种各样的故障，其中过电压现象最为普遍。过电压发生后，为了保护内部电子元件不被破坏，变频器会启动过电保护功能，使得设备停止运行，从而影响正常工作。在解决这个问题时，我们需要根据具体情况采取相应措施，因为不同环境和应用场景下的产生原因是不一样的。
我们将探讨的是再生制动引起的过电压问题。在这种情况下，当大功率负载减速或者受到外力影响时，如果设置了太短的快速时间或存在位能负载，如升降机、起重机，那么转子转速就会高于预设速度，这时候就形成了正向切割磁场方向与原有状态相反的情况，因此产生阻碍旋转方向制动力的转矩，而这实际上是“再生”过程中的发动机状态，将负荷中的动能“再生”回成静能并存储起来。
这一过程使得直流母线上的储能容量充满，再次导致直流母线上的二极管被逆向导通，这就是称作再生制动和产生的一种特殊类型的再生过電壓。如果没有有效地处理这些剩余能源，它们将进一步上升至700V以上（因型号而异），触发变频器停机以防止损坏。因此，对于如何处理这些额外能源并提高制动力矩成为关键。
针对这类情形，我们可以通过以下几种方法来解决：
对移相变换器分断引起的过電壓，可以采用阻容吸收网络和氧化锌避雷组合来构建有效吸收回路。
对带负载合闸产生過電壓，可以选用具有良好周期性能开关，并结合阻容吸收回路或有源抑制技术方案。
对整流元件换向造成過電壓，要确保整流元件反向耐试验值足够，同时设计良好的吸收回路和续放回路，以免击穿元件。
从变换器开始考虑抑制變頻機過電壓，可以通过增加励磁感抗及对地绝缘能力来实现，但这将显著增加成本。此外，还可以增大对地绝缘体C，但是实践中因为材料限制，这一方法难度较大。
综上所述，不同类型和规模的大功率系统都可能面临这样的挑战，但通过了解原因并采取适当策略进行改进，我们能够有效管理这些潜在的问题，并确保我们的系统安全可靠地运行下去。