如果你想做好變頻器的維護(hù)，當(dāng)然了解變頻器的基礎(chǔ)知識(shí)很重要，等不及了。大家來(lái)分享一下變頻器維護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)?？赐?，如有不妥，請(qǐng)指正。如果你覺(jué)得支持我可以，給我一些鼓勵(lì)！變頻器維修入門(mén)-電路分析圖對(duì)于變頻器維修來(lái)說(shuō)，僅僅了解以上基本電路是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要對(duì)以下主要電路有深入的了解。主電路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動(dòng)電路、逆變電路和檢測(cè)采樣電路組成。下圖是它的結(jié)構(gòu)圖。

圖1.1

變頻器基本電路圖分析

目前，絕大多數(shù)通用變頻器都是交流-DC-交流變頻器，尤其是電壓型變頻器。其主電路圖(見(jiàn)圖1.1)是變頻器的核心電路，由整流電路(交流-DC交換)、DC濾波電路(耗能電路)和逆變電路(DC-交流轉(zhuǎn)換)組成，當(dāng)然還包括限流電路、制動(dòng)電路、控制電路等部件

圖1.2

1)整流電路

如圖1.2所示，一般變頻器的整流電路由三相橋式整流橋組成。其功能是對(duì)工頻電源進(jìn)行整流，經(jīng)中間DC環(huán)節(jié)平滑后，為逆變電路和控制電路提供所需的DC電源。三相交流電源通常需要通過(guò)吸收電容和變阻器網(wǎng)絡(luò)引入整流橋的輸入端。網(wǎng)絡(luò)的作用是吸收交流電網(wǎng)的高頻諧波信號(hào)和浪涌過(guò)電壓，避免損壞變頻器。當(dāng)電源電壓為三相380V時(shí)，整流器件的最大反向電壓一般為1200-1600 V，最大整流電流為變頻器額定電流的兩倍。

2)濾波電路

逆變器的負(fù)載是帶感性負(fù)載的感應(yīng)電機(jī)。無(wú)論感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是處于發(fā)電還是發(fā)電狀態(tài)，在DC濾波電路和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無(wú)功功率的交換，并且該無(wú)功能量將被DC中間電路的儲(chǔ)能元件緩沖。同時(shí)，三相整流橋輸出的電壓和電流屬于DC脈沖電壓和電流。為了減小DC電壓和電流的波動(dòng)，DC濾波電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行濾波。

一般變頻器的DC濾波電路的大容量鋁電解電容器，通常是由幾個(gè)電容器串聯(lián)、并聯(lián)組成一個(gè)電容器組，以獲得所需的耐壓值和容量。此外，由于電解電容器的容量具有很大的離散性，會(huì)使其與電壓不相等。因此，電容器應(yīng)與等相電阻的均壓電阻并聯(lián)，以消除離散性的影響，因此電容器的壽命將嚴(yán)重制約變頻器的壽命。

3)逆變器電路

逆變電路的作用是在控制電路的作用下，將DC電路輸出的DC功率轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可以任意調(diào)節(jié)的交流功率。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，所以逆變電路是變頻器的核心電路之一，起著非常重要的作用。

最常見(jiàn)的逆變電路結(jié)構(gòu)是由六個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件(GTR、IGBT、GTO等)組成的三相橋式逆變電路。)，定時(shí)控制逆變器中功率開(kāi)關(guān)器件的通斷，可以獲得任意頻率的三相交流輸出。

一般中小容量變頻器的主電路器件一般采用集成模塊或智能模塊。智能模塊高度集成了整流模塊、逆變模塊、各種傳感器、保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路。如三菱公司生產(chǎn)的IPMPM50RSA120，富士公司生產(chǎn)的7MBP50RA060，西門(mén)子公司生產(chǎn)的BSM50GD120等。，內(nèi)部集成了整流模塊、功率因數(shù)校正電路、IGBT逆變模塊以及各種檢測(cè)和保護(hù)功能。該模塊的典型開(kāi)關(guān)頻率為20KHz，保護(hù)功能是在欠壓、過(guò)壓和過(guò)熱故障時(shí)輸出故障信號(hào)燈。

逆變器電路中有續(xù)流電路。續(xù)流電路的作用是，當(dāng)頻率降低時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的同步速度也降低。它為異步電動(dòng)機(jī)的再生電能反饋到DC電路提供了一個(gè)通道。在逆變過(guò)程中，寄生電感釋放能量提供通道。此外，當(dāng)位于同一橋臂上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)生短路，并燒毀轉(zhuǎn)換器設(shè)備。因此，在實(shí)際的通用變頻器中還提供了各種相應(yīng)的輔助電路，如緩沖電路，以保證電路的正常運(yùn)行，并在意外情況下保護(hù)換向裝置。

4)驅(qū)動(dòng)電路

在驅(qū)動(dòng)電路中，主控電路中CPU產(chǎn)生的六路PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離和放大，然后作為逆變器件(逆變模塊)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)電路的要求因不同的轉(zhuǎn)換器設(shè)備而異。同時(shí)，一些開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)了許多適用于各種轉(zhuǎn)換器設(shè)備的特殊驅(qū)動(dòng)模塊。一些品牌和型號(hào)的變頻器直接使用特殊的驅(qū)動(dòng)模塊。然而，大多數(shù)變頻器使用驅(qū)動(dòng)電路。從維修的角度，這里介紹一個(gè)典型的驅(qū)動(dòng)電路。圖2為普通驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)電路電源見(jiàn)圖2.3)。

驅(qū)動(dòng)電路由隔離放大電路、驅(qū)動(dòng)放大電路和驅(qū)動(dòng)電路電源組成。三個(gè)上橋臂驅(qū)動(dòng)電路是三個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源電路，三個(gè)下橋臂驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)公共的驅(qū)動(dòng)電源電路。

5)保護(hù)電路

變頻器出現(xiàn)異常時(shí)，為了將異常造成的損失降到最低甚至為零。每一個(gè)品牌的變頻器都非常重視保護(hù)功能，并努力增加保護(hù)功能，提高保護(hù)功能的有效性。

在變頻器保護(hù)功能領(lǐng)域，廠家可以不遺余力做好文章。這樣就形成了逆變器保護(hù)電路的多樣性和復(fù)雜性。有常規(guī)檢測(cè)保護(hù)電路和軟件綜合保護(hù)功能。一些逆變器驅(qū)動(dòng)電路模塊、智能電源模塊、整流器逆變器組合模塊等。，都有內(nèi)部保護(hù)功能。

圖4所示電路是典型的過(guò)電流檢測(cè)和保護(hù)電路。它由電流采樣、信號(hào)隔離放大和信號(hào)放大輸出組成。

6)開(kāi)關(guān)電源電路

開(kāi)關(guān)電源電路為操作面板、主控板、驅(qū)動(dòng)電路和風(fēng)扇提供低壓電源。圖5富士G11開(kāi)關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)圖。

DC高壓P端連接到高頻脈沖變壓器的一次端，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)管串聯(lián)到脈沖變壓器的另一次端，然后連接到DC高壓N端。開(kāi)關(guān)管周期性地接通和斷開(kāi)，使得初級(jí)DC電壓變成矩形波。它通過(guò)脈沖變壓器耦合到次級(jí)，經(jīng)過(guò)整流和濾波，得到相應(yīng)的DC輸出電壓。它對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣和比較，控制脈寬調(diào)制電路，通過(guò)改變脈寬來(lái)穩(wěn)定輸出電壓。

7)主控板上的通信電路

當(dāng)變頻器由可編程邏輯控制器(PLC)或主機(jī)、人機(jī)界面等控制時(shí)。信號(hào)必須通過(guò)通信接口相互傳輸。圖6是LG變頻器的通訊接口電路。

雙線RS485接口通常用于頻率通信。西門(mén)子變頻器也是一樣。兩條線路分別用于發(fā)送和接收信號(hào)。變頻器接收到信號(hào)后，先經(jīng)過(guò)緩沖器A1701、75176B等集成電路，再進(jìn)行信號(hào)傳輸，以保證良好的通信效果。

所以變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路和信號(hào)的抗干擾電路。

8)外部控制電路

變頻器的外部控制電路主要是指頻率設(shè)定電壓輸入、頻率設(shè)定電流輸入、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)和停止運(yùn)行控制、多速控制。頻率設(shè)定電壓(電流)輸入信號(hào)通過(guò)變頻器中的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)入CPU。其他控制通過(guò)變頻器中輸入電路的光耦隔離傳輸給CPU。

在下面的文章中，我上傳了變頻器的維護(hù)知識(shí)給大家分享！

根據(jù)大家對(duì)我的提議和支持，我現(xiàn)在給大家貢獻(xiàn)一些變頻器的基礎(chǔ)知識(shí)。

變換器開(kāi)關(guān)電源電路主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路和保護(hù)電路。我公司的開(kāi)關(guān)電源電路如下圖所示，是由UC3844組成的開(kāi)關(guān)電路。開(kāi)關(guān)電源主要有以下特點(diǎn):1。體積小重量輕:由于沒(méi)有功率變頻器，體積和重量吸收20 ~ 30%的線性電源；2.低功耗高效率:功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以晶體管上功耗小，轉(zhuǎn)換效率高，一般為60~70%，而線性電源低。

二極管限制電路

限幅器是一種具有非線性電壓傳輸特性的運(yùn)算放大器電路。其特征是當(dāng)輸入信號(hào)電壓在一定范圍內(nèi)時(shí)，電路處于放大倍數(shù)恒定的線性放大狀態(tài)，超出這個(gè)范圍就進(jìn)入非線性區(qū)域，放大倍數(shù)接近于零或者很低。逆變器電路設(shè)計(jì)中的要求也很高，了解它對(duì)于做好逆變器維修技師也很重要。1.二極管并聯(lián)限制器的電路圖如下:

2.二極管串聯(lián)限幅電路如下圖所示:

9)逆變器控制電路的組成

如下圖所示，控制電路由以下電路組成:頻率電壓運(yùn)算電路、主電路電壓電流檢測(cè)電路、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路、放大運(yùn)算電路控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路、逆變器和電機(jī)保護(hù)電路。

在圖1的點(diǎn)劃線中，非速度檢測(cè)電路是開(kāi)環(huán)控制?？刂齐娐分性黾恿怂俣葯z測(cè)電路，即增加了速度指令，可以在更精確的閉環(huán)控制中控制異步電機(jī)的速度。

1)運(yùn)算電路將速度和轉(zhuǎn)矩等外部指令與檢測(cè)電路的電流和電壓信號(hào)進(jìn)行比較，確定逆變器的輸出電壓和頻率。

2)電壓電流檢測(cè)電路與主電路電位隔離，檢測(cè)電壓電流。3)驅(qū)動(dòng)電路是用于驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路，與控制電路隔離，以導(dǎo)通和關(guān)斷主電路器件。

4) I/O輸入輸出電路為了更好的實(shí)現(xiàn)變頻器的人機(jī)交互，變頻器有各種輸入信號(hào)的輸入信號(hào)(如運(yùn)算、多速運(yùn)算等)。)和輸出信號(hào)的各種內(nèi)部參數(shù)(如電流、頻率、保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等。).

5)速度檢測(cè)電路接收速度檢測(cè)器(TG、PLG等)的信號(hào)。)作為速度信號(hào)安裝在異步電機(jī)軸上，并送入運(yùn)行電路，使電機(jī)按照指令和操作以指令速度運(yùn)行。

6)保護(hù)電路檢測(cè)電壓、電流等。主電路的。當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)壓時(shí)，為了防止變頻器和異步電機(jī)損壞，變頻器停止工作或抑制電壓和電流值。

逆變器控制電路中的保護(hù)電路可分為逆變器保護(hù)和異步電機(jī)保護(hù)。保護(hù)功能如下

HCPL-316J變頻器驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)HCPL-316J是安捷倫公司生產(chǎn)的IGBT門(mén)驅(qū)動(dòng)光耦。其內(nèi)部集成的集電極-發(fā)射極電壓不飽和檢測(cè)電路和故障狀態(tài)反饋電路為驅(qū)動(dòng)電路的可靠運(yùn)行提供了保證。其特點(diǎn)是:兼容CMOS/TYL級(jí)；光學(xué)隔離，故障狀態(tài)反饋；最大切換時(shí)間為500ns；關(guān)掉“軟”IGBT；不飽和檢測(cè)和欠壓閉鎖保護(hù)；過(guò)流保護(hù)功能；工作電壓范圍寬(15 ~ 30v)；用戶可以配置自動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)關(guān)機(jī)。數(shù)字信號(hào)處理器和耦合器的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了IGBT驅(qū)動(dòng)，使IGBT VCE不飽和檢測(cè)結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易于實(shí)現(xiàn)，滿足了廣泛的安全和調(diào)節(jié)需求。HCPL-316J HCPL-316J保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)內(nèi)置豐富的IGBT檢測(cè)和保護(hù)功能，使得驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)更加方便、安全、可靠。

欠壓閉鎖保護(hù)(UVLO)和過(guò)流保護(hù)的工作原理詳述如下:

(1)IGBT欠壓閉鎖保護(hù)(UVLO)功能

在上電過(guò)程中，芯片的電源電壓從0V逐漸上升到最大值。如果此時(shí)芯片的輸出會(huì)導(dǎo)致IGBT的柵極電壓過(guò)低，那么它將工作在線性放大區(qū)域。HCPL316J芯片的UVLO功能可以解決這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)VCC和VE之間的電壓值小于12V時(shí)，它輸出一個(gè)低電平，以防止IGBT因線性工作區(qū)過(guò)熱而燒毀。原理圖見(jiàn)圖1中含有UVLO的部分。

圖1 hcpl-316j內(nèi)部示意圖

(2)IGBT過(guò)流保護(hù)功能

HCPL-316J對(duì)IGBT具有過(guò)流保護(hù)功能，通過(guò)檢測(cè)IGBT的導(dǎo)通壓降來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作。從圖中還可以看出，里面有一個(gè)固定的7V電平。當(dāng)檢測(cè)電路工作時(shí)，它將檢測(cè)到的IGBT正負(fù)兩極之間的電壓降與內(nèi)置的7V電平進(jìn)行比較。當(dāng)超過(guò)7V時(shí)，HCPL-316J芯片輸出低電平以關(guān)閉IGBT。同時(shí)，誤差檢測(cè)信號(hào)通過(guò)片上光耦反饋到輸入側(cè)，以便采取相應(yīng)的解決方案。IGBT關(guān)閉時(shí)，C ~ E極間的電壓必須超過(guò)7V，但此時(shí)過(guò)流檢測(cè)電路失效，HCPL-316J芯片不會(huì)報(bào)告故障信號(hào)。事實(shí)上，由于二極管的管壓降，當(dāng)IGBT的C ~ E電極之間的電壓小于7V時(shí)，芯片采取保護(hù)動(dòng)作。

整個(gè)電路板充當(dāng)光耦合器隔離放大器電路。其核心部分是芯片HCPL-316J，其中控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生XPWM1和XCLEAR*信號(hào)并輸出到HCPL-316J，而HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號(hào)FAULT*則發(fā)送到控制器。同時(shí)，在芯片的輸出端連接了由NPN和PNP組成的推挽輸出電路，以提高輸出電流能力，滿足IGBT驅(qū)動(dòng)要求。

當(dāng)HCPL-316J的輸出端VOUT為高電平時(shí)，推挽電路的上管(T1)導(dǎo)通，下管(T2)截止，三端穩(wěn)壓塊LM7915的輸出端加到IGBT門(mén)(VG1)，IGBT VCE為15V，IGBT導(dǎo)通。當(dāng)HCPL-316J的輸出端VOUT為低電平時(shí)，上管(T1)關(guān)斷，下管(T1)導(dǎo)通，VCE為-9V，IGBT關(guān)斷。以上是IGBT的開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)過(guò)程。