导致塑料挤出机供电系统故障的电压瞬变的分析与解决对策：

XX公司是塑料挤出制造商，他们有一台480V三角型接线的塑料挤出机。挤出机的ASD驱动同步电机有一个半波桥式整流器电路，为电机绕组线圈提供励磁电压。

在某次操作时，半波桥式励磁电路上的二极管熔断，SCR的滤波器受损。

在收集到足够的数据以确定故障原因之前，仅对挤出机的供电电源的三个电压通道进行了两秒钟的监测。如图1所示，每秒会发生三次瞬变。但电压RMS有效值在这些瞬态过程中没有显著变化。

使用德国GMC-I集团电能质量分析仪MAVOWATT230对电压波形仔细检查后发现，实际上这是一系列重复的电压瞬变，在所有三相电压的每个周期共发生六次。其中一相的电压波形如图2所示。

这些重复的电压瞬变称为电压切痕。这种瞬变的最大电压可能会造成损坏，而与零轴交叉的电压缺口可能会导致过零误差。图3显示了所检查到的瞬变细节。

分析

以下是该电压扰动监测期的计算值：

    瞬变次数：192

    幅度：-580V

    最差绝对幅度（从过零点开始）：864

    上升时间：1.0851μs

    频率 (1/4*上升): 230.4 kHz

    此模式下的过零误差次数：146

    最差过零宽度：61440μs

    最差过零电压差：168V

    最差缺口区域：0.021475V-s

瞬变分析

绝对幅值证实了二极管损坏的原因，因为该电压超过了半波电桥中二极管的额定值。极快的上升时间和大于100KHz的等效频率的瞬变表明瞬变源相对靠近测量点。这表明这些瞬变的起源是电子开关负载，例如许多电子马达驱动器上使用的桥式整流器。其他相电压通道上的瞬变不具有相同的极性，但发生在相对相同的时间，如图4所示。

过零误差可能导致相位控制和电子负载的定时问题。时钟可以运行得更快，功率电子器件，如SCR和开关二极管，可能会不起作用并损坏。电压缺口也会使继电保护跳闸，给电力电子设备带来压力，并导致电机和变压器过热。

谐波分析

B、C相电压的初始波形事件如图5中的谐波分析所显示，此通道的总谐波畸变率THD为11.2%。最高谐波是二次谐波，为8.3%。偶次谐波高可归因于半波整流器，其傅立叶变换展开仅由偶次谐波组成。

重复的电压瞬变通常是由相位角控制的负载引起的，例如三相转换器。在换向期间，两相瞬间短路会产生电压陷波。在这种情况下，它们是通过ASD驱动器本身产生的，它将交流转换为直流，然后再转换回交流，以控制电机的速度和扭矩。用作电压励磁的半波电桥是异常高的偶次谐波的来源。

所采用的解决方案是在电桥中的二极管两端放置具有适当箝位电压的MOV，以防止其破坏。虽然没有在这个现场使用，但特殊的滤波器，如某些线路跟踪滤波器，可以用来减少过零误差。此外，可以使用功率调节装置、电感或特殊滤波器来“填充”陷波并平滑波形。