变频器过压故障保护是变频器中间直流电压达到危险程度后采取的保护措施，这是电压型交-直-交变频器设计上的一大缺陷。在变频器实际运行中引起此故障的原因较多，可以采取的措施也较多，在处理此类故障时要分析清楚故障原因，有针对性地采取相应的措施去处理。
通用变频器大都为电压型交-直-交变频器，基本结构图中可以知道，三相交流电首先通过二极管不控整流桥得到脉动直流电，再经电解电容滤波稳压，最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。一般而言，负载的能量可以分为动能和势能两种。动能（由负载的速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积，当动能减为零时，该物体就处在停止状态。
对于变频器，如果输出频率降低，电动机转速将跟随频率同样降低，这时会产生制动过程，由制动产生的功率将返回到变频器侧，由于二极管不控整流器能量传输不可逆，产生的再生电能传输到直流侧滤波电容上，产生泵升电压；而以GTR、IGBT为代表的全控型器件耐压较低，过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容，甚至会破坏电动机的绝缘，从而威胁系统安全工作，这就限制了通用变频器的应用范围。因此，必须将这些功率消耗掉，如可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载时，如负载下降，能量（势能）也要返回到变频器（或电源）侧，这种操作方法被称做“再生制动”。
在负载减速期间或者长期被倒拖时，由电动机侧流到变频器直流母线侧产生的功率不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧或者通过直流母线并联的方式由其他电动状态的电动机消耗的方法叫做回馈制动。显然，如需要将能量直接返回到电源侧，还需要一种特殊的装置，即能量回馈单元。
总而言之，为了改善制动能力，不能单纯期望靠增加变频器的容量来解决问题，而必须采用处理再生能量的方法：电阻能耗制动和回馈制动。
变频器过压主要是指其中间直流回路过压。中间直流回路过压主要危害在于：
(1)引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压过高必然使电动机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电动机温升过高。
(2)损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电动机绝缘寿命有很大的影响。
(3)对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过压值限定在DC 800V左右，一旦其电压超过限定值，变频器将按限定要求跳闸保护。
正是基于过压的严重危害性，在以下变频器应用场合，用户必须考虑配套使用制动方式：电动机拖动大惯量负载（如离心机、龙门刨、巷道车、行车的大小车等）并要求急剧减速或停车；电动机拖动位能负载（如电梯、起重机、矿井提升机等）；电动机经常处于被拖动状态（如离心机副机、造纸机导纸辊电动机、化纤机械牵伸机等）。
一般能引起中间直流回路过压的原因主要来自以下两个方面。
(1)来自电源输入侧的过压。正常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%~+10%，经三相桥式全波整流后中间直流的峰值为591V，个别情况下电源线电压达到450V，其峰值电压也只有636V，并不算很高，一般电源电压不会使变频器因过压跳闸。电源输入侧的过压主要是指电源侧的冲击过压，如雷电引起的过压，补偿电容在合闸或断开时形成的过压等，主要特点是电压变化率d V/dt和幅值都很大。
(2)来自负载侧的过压。主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电动机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升，达到限值即行跳闸。
变频器负载侧可能引起过压的情况及主要原因如下。
①变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过压自处理功能。当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定得比较小，在减速过程中，变频器输出频率下降的速度比较快，而负载惯性比较大，靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量处理单元或其作用有限，因而导致变频器中间直流回路电压升高，超出保护值，就会出现过压跳闸故障。
大多数变频器为了避免跳闸，专门设置了减速过压的自处理功能。如果在减速过程中，直流电压超过了设定的电压上限值，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适，又没有利用减速过压的自处理功能，就可能出现此类故障。
②工艺要求在限定时间内减速至规定频率或停止运行。工艺流程限定了负载的减速时间，合理设定相关参数也不能减缓这一故障，系统也没有采取处理多余能量的措施，必然会引发过压跳闸故障。
③当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将处于再生发电制动状态。位能负载下降过快，过多回馈能量超过中间直流回路及其能量处理单元的承受能力，过压故障也会发生。
④变频器负载突降。变频器负载突降会使负载的转速明显上升，使负载电动机进入再生发电状态，从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可能会因中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过压故障。
⑤多个电动机拖动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要是由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起了过压故障。处理时需加负荷分配控制。可以把变频器输出特性曲线调节得软一些。
⑥变频器中间直流回路电容容量下降。变频器在运行多年后，中间直流回路电容容量下降将不可避免，中间直流回路对直流电压的调节程度减弱，在工艺状况和设定参数未曾改变的情况下，发生变频器过压跳闸概率会增大，这时需要对中间直流回路电容容量下降情况进行检查。
对于过压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理；二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过压的程度限定在允许的限值之内。
下面是主要的对策。
(1)在电源输入侧增加吸收装置，减少过压因素。在电源输入侧有冲击过压、雷电引起的过压、补偿电容在合闸或断开时形成的过压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。
(2)从变频器已设定的参数中寻找解决办法。在变频器可设定的参数中主要有两点：
①减速时间参数和变频器减速过压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间，则变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放得太快，该参数的设定要以不引起中间回路过压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减小的速度。
②中间直流回路过压倍数。
·采用增加制动电阻的方法
一般小于22kW的变频器在出厂时内部中间直流回路均装有制动单元和制动电阻，大于22kW的变频器需根据实际情况外加制动单元和制动电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，是一种常用的泄放能量的方法。其不足之处是能耗高，可能出现频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高，设备损坏。
·在输入侧增加逆变电路的方法
处理变频器中间直流回路能量最好的方法就是在输入侧增加逆变电路，可以将多余的能量回馈给电网。但逆变桥价格昂贵，技术要求复杂，不是较经济的方法。这样在实际中就限制了它的应用，只有在较高级的场合才使用。
·采用在中间直流回路上增加适当电容的方法
中间直流回路电容对其电压稳定，提高回路承受过压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器是解决变频器过压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，以增大变频器容量的方法来换取过压能力的提高。
·在条件允许的情况下适当降低工频电源电压
目前变频器电源侧一般采用不可控整流桥，电源电压高，中间直流回路电压也高，电源电压为380V、400V、450V时，直流回路电压分别为537V、565V、636V。有的变频器距离变压器很近，变频器输入电压高达400V以上，对变频器中间直流回路承受过压能力影响很大。在这种情况下，如果条件允许，可以将变压器的分接开关放置在低压挡，通过适当降低电源电压的方式，达到相对提高变频器过压能力的目的。
·多台变频器共用直流母线的方法
至少两台同时运行的变频器共用直流母线可以很好地解决变频器中间直流回路过压问题，因为任何一台变频器从直流母线上取用的电流一般均大于同时间从外部馈入的多余电流，这样就可以基本上保持共用直流母线的电压，相关问题会在项目5中进行介绍。
使用共用直流母线存在的最大问题应是共用直流母线保护上的问题，在利用共用直流母线解决过压的问题时应注意这一点。
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