变频器维修知识大全

变频器维修知识大全
变频器维修知识大全

变频器维修知识大全

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

1: VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。

*2: CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。

各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作”变频器“。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为”inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫”inverter”,故该产品本身就被命名为”inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以”inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?

*1: r/min 电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.

例如:2极电机50Hz 3000 [r/min]4极电机50Hz 1500 [r/min]

结论:电机的旋转速度同频率成比例

本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。

另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。

n = 60f/p n: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数

结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法

如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。

例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V

2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样?

*1: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源)

*2: 起动电流当电机开始运转时,变频器的输出电流

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动

电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低

通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te,P<=Pe)。变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。举例,电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz 时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)。

4. 变频器50Hz以上的应用情况

大家知道,对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。当转速为50Hz时,变频器的输出电压为380V,电流为30A. 这时如果增大输出频率到60Hz,变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速。这时的转矩情况怎样呢?因为P=wT (w:角速度,T:转矩). 因为P不变,w增加了,所以转矩会相应减小。我们还可以再换一个角度来看:

电机的定子电压U = E + I*R (I为电流,R为电子电阻,E为感应电势),可以看出,U,I不变时,E也不变.而E = k*f*X,(k:常数,f: 频率,X:磁通),所以当f由50-->60Hz时,X会相应减小,对于电机来说,T=“K”*I*X,(K:常数,I:电流,X:磁通),因此转矩T会跟着磁通X 减小而减小.同时,小于50Hz时,由于I*R很小,所以U/f=E/f不变时,磁通(X)为常数. 转矩T和电流成正比. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(额定电流不变-->最大转矩不变)。结论: 当变频器输出频率从50Hz以上增加时,电机的输出转矩会减小.

5. 其他和输出转矩有关的因素

发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力。载波频率: 一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率,最高环境温度下能保证持续输出的数值. 降低载波频率,电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。环境温度:就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.海拔高度: 海拔高度增加,对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下可以不考虑. 以上每1000米降容5%就可以了.

6. 矢量控制是怎样改善电机的输出转矩能力的?

*1: 转矩提升

此功能增加变频器的输出电压(主要是低频时),以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失,从而改善电机的输出转矩。改善电机低速输出转矩不足的技术,使用”矢量控制”,可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大约为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz 供电输出的转矩(最大约为额定转矩的150%)。对于常规的V/F控制,电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加,这就导致由于励磁不足,而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做”转矩提升”(*1)。转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的提高。因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。”矢量控制”把电机的电流值进行分配,从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)的数值。”矢量控制”可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化补偿,在不增加电流的情况下,允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。

7.变频器制动的情况

*1: 制动的概念:指电能从电机侧流到变频器侧(或供电电源侧),这时电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能. 动能(由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,该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于变频器,如果输出频率降低,电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。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时,能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作”再生制动”,而该方法可应用于变频器制动。在减速期间,产生的功率如果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的方法叫做”功率返回再生方法”。在实际中,这种应用需要”能量回馈单元”选件。怎样提高制动能力?为了用散热来消耗再生功率,需要在变频器侧安装制动电阻。为了改善制动能力,不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用”制动阻”、”制动单元”或”功率再生变换器”等选件来改善变频器的制动容量。

8.关于冷却风扇

一般功率稍微大一点的变频器,都带有冷却风扇。同时,也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。注意控制柜和变频器上的风扇都是要的,不能谁替代谁。其他关于散热的问题。1、在海拔高于1000m的地方,因为空气密度降低,因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容,1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大,所以也要看具体应用。比方说在1500m的地方,

但是周期性负载,如电梯,就不必要降容。2、开关频率:变频器的发热主要来自于IGBT,IGBT 的发热有集中在开和关的瞬间。因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩容,就是这个道理。

变频器维修,基本术语篇

三相380V电网电压从变频器的L1,L2,L3输入端输入后,首先要经过变频器的

整流桥整流,后经过电容的滤波,输出一大约530V左右的直流电压(这530V也就是我们常用来判断变频器整流部分好坏的最常测试点,当然整流桥最初是要经过断电

测试的)然后经过逆变电路,通过控制逆变电路的通断来输出我们想要的合适频率的电压(变频器能变频最主要的就是控制逆变电路的关断来控制输出频率),变频器故

障有无数种,好在现在变频器都趋于智能化,一般的故障它自己都能检测,并在控

制面版上显示出其代码,用户只需查一下用户手册就能初步判断其故障原因。但有时,变频器在运行中或启动时或加负载时,突然指示灯不亮,风扇不转,无输出。

这时我们初学者就不知该怎办了。其实很简单的,我们只要把变频器的电源断了。

断电测试一下它的整流部分与逆变部分,大多情况下就能知其故障所在了。这里有

一点要千万注意,断电后不能马上测量,因变频器里有大电容存有几百伏的高压,一定要等上十几分钟再测,这一点千万要注意。

变频器上电前整流桥及逆变电路的测试。具体测量方法如下:

找到变频器直流输出端的”+”与”-”,然后将万用表调到测量二极管档,黑表

笔接”+”表笔分别接变频器的输入端L1,L2,L3端,整流桥的上半桥若是完好,万用表应显示0.3……的压降,若损坏则万用表显示”1”过量程。相反将红表笔接”-”黑表笔分别接L1,L2,L3端应得到上述相同结果,若出现”1”则证明整流桥损坏。然后测试其逆变电路,方法如下:将万用表调到电阻×10档将黑表笔接”+”红表笔接变频器的输出端U,V, W应有几十欧的阻值,反向应该无穷大。反之将红表笔接到”-”重复上述过程,应得到同样结果。这样经过测量在判断变频器的整流部分与逆变部分完好时,上电测量其直流输出端看是否有大约530V高压,注意有时万用表显示几十伏大家以为整流电路工作了,其实它并没工作,它正常工作会输出530V左右的高压,几十伏的电压是变频器内部感应出来的。若没530V左右高压这时往往是电源版有问题。有的变频器就是由于电源版的一小贴片电阻被烧毁,导致电源板不工作,以致使变频器无显示无输出,风扇不转,指示灯不亮。这样就可以初步判断

出变频器是哪部分出现了故障,然后拆机维修时就可以重点测试怀疑故障部分。

二. 技术基础

1、El ect ron ic Lin e S haf tin g---EL S,许多工业生产线都由多台机器组成,各轴之间具有运动关系。过去是使用机械机构连接各轴,如果使用电子方式连接各轴,各州各有其驱动马达,则称为”Ele ct ron ic Lin e S haf tin g”(EL S)。

2、 A uto Tu nin g(自动调校),常见于磁束向量型变频器的一种技术,能自动监测(找出)马达的参数,如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子感抗/转子感抗等.有了这些参数后才能作[专据估算]及[转差(滑差)补偿].也因为此技术,在无编码器的运转下仍能获得良好的运转精度.

3、无编码器运转,在速度控制上,与旧式variab le frenq uency变频器的开回路比较,磁束向量型变频器内部由速度观测计算功能达成闭回路.马达侧不用装编码器也能达到良好的速度精度.无编码器运转有如下好处:1),配线精省;2),不必担心RF杂讯对

编码器低电压信号的影响;3),在多震动的场合不用担心编码器的高故障率.

4、变频器的矢量控制,在AC马达中,转子由定子绕组感应电流产生磁场.定子电流含两部分一部分影响磁场,另一部分影响马达输出转矩.要使用AC马达在需要速度与转矩控制的场合,必须能够把影响转矩的电流分离控制,而磁束矢量控制就能够分离这两部分进行独立控制.(具有大小及方向的物理量称为矢量)。

5、F iel d Wea ken ing Fie ld Wea ken ing线路可用以减弱马达的场电流,改变与磁场的平衡关系,使马达高于基本转速运转

6、定转矩应用,所需转矩大小不因速度而变的场合,常用到[定转矩应用].如传送

带等负载.[定转矩应用]通常需要较大的起动转矩.[定转矩应用]在低速运转时易有

马达发热问题,解决的方法:最好(1)加大马达功率;(2)使用装有定速冷却的变频器专

用马达(即马达的冷却方式为强制风冷).

7、变转矩应用,多见于离心式负载,例如泵/风机/风扇等,其使用变频器的目的一般为节能.比如当风扇以50%转速运转时,其所需转矩小于全速运转所需.可变转矩变频器能够仅给与马达所需转矩,达到节能效果.次应用中短暂的巅峰负载通常无需给与马达额外的能量.故变转矩变频器的过载能力可以适用于大部分用途. *定转矩变频器的过载(电流)能力须为额定值150%/1min ute,而可变转矩变频器所需过载(电流)能力仅需额定值120%/1min ute.因为离心式机械用途中很少会超出额定电流.另外,变转矩用途所需起动转矩也较定转矩用途小.

8,变频器专用马达,所谓[Inverter-d uty Motor],主要特征如下:1),分离式它力通风(它力风冷);2),10Hz-60Hz为定转矩输出;3),高起动转矩;4),低噪音;5),马达装有编码器.*但并非所有称之为变频器专用马达的马达都具有上列特征.

9,关于调速:1)调速:根据工况需要调整设备运行速度,以达到节能降耗、减少磨损、按需生产等目的。2)直流调速(DC Controler/motor):由直流控制器调节直流电机以达到调整速度的目的。3)交流变频调速(AC inverter/motor):由变频器输出频率变化的三相交流电流从而控制交流电机的转速。4)矢量变频调速(AC vector inverter):通过复杂的计算变换,使交流变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电机,从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。5)伺服控制系统(Servo control system):在运动系统中引入速度反馈或位置反馈元件,通过负反馈的作用达到极其精密的的速度控制、定位控制以及高动态响应。

10,几个常见工业元件:1)测速发电机(Tacho-generator):一种转速测量元件,有交流、直流之分。

2)旋转变压器(Resolver):一种经济、准确地转速和角位移测量元件。3)光电编码器(Encoder):一种精密的角位移、转速测量元件,适合在位置控制系统中作为反馈元件。4)PLC:工业用计算、控制装置,实现逻辑、时序、计算等控制功能,一般作为整个自动化控制系统的上位主机。

5)HMI(Human-Machine Interface):人机界面。6)现场总线(Field-Bus System):应用于工业控制现场的串行通讯总线系统,大幅度降低接线成本,提高控制的抗干扰能力。7)分布式控制(Distributed control):区别于传统的集中式控制,强调各个节点设备的智能化,一般由现场总线系统将各子设备连接起来。极大地提高系统应用的灵活性、可靠性,降低上位机的运算负担。

11,关于电机的三个术语:1)防护等级(Protection Code):(IP**)考察一个设备防止异物进入和防水的能力,使IEC标准之一。其两个数字分别代表防异物和防水的能力,数值越高表明可以防止更细小的物体进入以及经受更强烈的水流冲击。一般为IP54(防尘,防泼洒水滴)以上防护等级的设备可以直接应用于露天。2)绝缘等级(Insulation Grade):考察一个电气设备(一般针对电机)在保证良好

绝缘特性的前提下所能承受的极限温升能力,是IEC标准之一。一般有B级(85度)、F级(105度)、H级(125度)。

变频器维修,常用元器件识别

一、电阻

电阻在电路中用”R”加数字表示,如:R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。

1、参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω),倍率单位有:千欧(KΩ),兆欧(MΩ)等。换算方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧,电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。

a、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:472 表示47×100Ω(即4.7K);104则表示100K。

b、色环标注法使用最多,现举例如下:四色环电阻五色环电阻(精密电阻)。

2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示:颜色有效数字倍率允许偏差(%)

银色/ x0.01 ±10

金色/ x0.1 ±5

黑色0 +0 /

棕色 1 x10 ±1

红色 2 x100 ±2

橙色 3 x1000 /

黄色 4 x10000 /

绿色 5 x100000 ±0.5

蓝色 6 x1000000 ±0.2

紫色7 x10000000 ±0.1

灰色8 x100000000 /

白色9 x1000000000 /。

二、电容

1、电容在电路中一般用”C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率,C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。

2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法,容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 uF/16V,容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示;字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF ;数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF。

3、电容容量误差表

符号 F G J K L M,允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%,如:一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。

三、晶体二极管

晶体二极管在电路中常用”D”加数字表示,如:D5表示编号为5的二极管。1、作用:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。电话机里使用的晶体二极管按作用可分为:整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管、稳压二极管等。2、识别方法:二极管的识别很简单,小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为”P”、”N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。3、测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下:型号:1N4001、1N4002、1N4003、1N4004、1N4005、1N4006、1N4007,耐压(V:50、100、200、400、600、800、1000,电流(A):均为1

四、稳压二极管

稳压二极管在电路中常用”ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管。1、稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。2、故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:型号:1N4728、1N4729、1N4730、1N4732、1N4733、1N4734、1N4735、1N4744、1N4750、1N4751、1N4761,稳压值:3.3V、3.6V、3.9V、4.7V、5.1V、

5.6V、

6.2V、15V、27V、30V、75V。

五、电感

电感在电路中常用”L”加数字表示,如:L6表示编号为6的电感。电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈,直流电阻就是导线本身的电阻,压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动势,自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感的特性是通直流阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。电感一般有直标法和色标法,色标法与电阻类似。如:棕、黑、金、金表示1uH(误差5%)的电感。电感的基本单位为:亨(H) 换算单位有:1H=103mH=106uH。

六、变容二极管

变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高频信号上,并发射出去。在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。变容二极管发生故障,主要表现为漏电或性能变差:(1)发生漏电现象时,高频调制电路将不工作或调制性能变差。(2)变容性能变差时,高频调制电路的工作不稳定,使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时,就应该更换同型号的变容二极管。

七、晶体三极管

晶体三极管在电路中常用”Q”加数字表示,如:Q17表示编号为17的三极管。1、特点:晶体三极管(简称三极管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型,这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。电话机中常用的PNP型三极管有:A92、9015等型号;NPN型三极管有:A42、

9014、9018、9013、9012等型号。2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用,在常见电路中有三种接法。为了便于比较,将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表,供大家参考。名称:共发射极电路、共集电极电路(射极输出器)、共基极电路,

输入阻抗:中(几百欧~几千欧、大(几十千欧以上)、小(几欧~几十欧),

输出阻抗:中(几千欧~几十千欧)、小(几欧~几十欧)、大(几十千欧~几百千欧),

电压放大倍数:大、小(小于1并接近于1) 、大,

电流放大倍数:大(几十)、大(几十)、小(小于1并接近于1),

功率放大倍数:大(约30~40分贝) 、小(约10分贝)、中(约15~20分贝),

频率特性:高频差、好、好,

续表应用:多级放大器中间级、低频放大输入级、输出级或作阻抗匹配用高频或宽频带电路及恒流源电路

八、场效应晶体管放大器

1、场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点,因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级,可以获得一般晶体管很难达到的性能。

2、场效应管分成结型和绝缘栅型两大类,其控制原理都是一样的。如图1-1-1是两种型号的表示符号:

3、场效应管与晶体管的比较(1)场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。(2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。(3)有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好。(4)场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把,很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

九、常用晶体三极管的识别方法

晶体三极管在电路中常用”Q”加数字表示,如:Q17表示编号为17的三极管。1、特点:晶体三极管(简称三极管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型,这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。电话机中常用的PNP型三极管有:A92、9015等型号;NPN型三极管有:A42、9014、9018、9013、9012等型号。2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用,在常见电路中有三种接法。为了便于比较,将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表,供大家参考。名称:共发射极电路共集电极电路(射极输出器) 共基极电路

输入阻抗:中(几百欧~几千欧) 大(几十千欧以上) 小(几欧~几十欧)

输出阻抗:中(几千欧~几十千欧) 小(几欧~几十欧) 大(几十千欧~几百千欧)

电压放大倍数:大小(小于1并接近于1) 大

电流放大倍数:大(几十)大(几十) 小(小于1并接近于1)

功率放大倍数:大(约30~40分贝) 小(约10分贝) 中(约15~20分贝)

频率特性:高频差好好

变频器维修,变频器基本电路图分析

目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。

1)整流电路

如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。

2)滤波电路

逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。

3)逆变电路

逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。通常的中小容量的变频器主回路器件一般采用集成模块或智能模块。智能模块的内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路及驱动电路。如三菱公司生产的IPMPM50RSA120,富士公司生产的7MBP50RA060,西门子公司生产的BSM50GD120等,内部集成了整流模块、功率因数校正电路、IGBT逆变模块及各种检测保护功能。模块的典型开关频率为20KHz,保护功能为欠电压、过电压和过热故障时输出故障信号灯。逆变电路中都设置有续流电路。续流电路的功能是当频率下降时,异步电动机的同步转速也随之下降。为异步电动机的再生电能反馈至直流电路提供通道。在逆变过程中,寄生电感释放能量提供通道。另外,当位于同一桥臂上的两个开关,同时处于开通状态时将会出现短路现象,并烧毁换流器件。所以在实际的通用变频器中还设有缓冲电路等各种相应的辅助电路,以保证电路的正常工作和在发生意外情况时,对换流器件进行保护。

变频器电路分析—新手入门篇(一)

变频器维修入门--电路分析图

对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图2.1是它的结构图。

1)驱动电路

驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号,经光电隔离和放大后,作为逆变电路的换流器件(逆变模块)提供驱动信号。对驱动电路的各种要求,因换流器件的不同而异。同时,一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是,大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑,这里介绍较典型的驱动电路。图2.2

是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路,三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。

2)保护电路

当变频器出现异常时,为了使变频器因异常造成的损失减少到最小,甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能,都设法增加保护功能,提高保护功能的有效性。在变频器保护功能的领域,厂商可谓使尽解数,作好文章。这样,也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路,软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等,内部都具有保护功能。图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。

3)开关电源电路

开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路及风机等电路提供低压电源。图2.5富士G11型开关电源电路组成的结构图。

直流高压P端加到高频脉冲变压器初级端,开关调整管串接脉冲变压器另一个初级端后,再接到直流高压N端。开关管周期性地导通、截止,使初级直流电压换成矩形波。由脉冲变压器耦合到次级,再经整流滤波后,获得相应的直流输出电压。它又对输出电压取样比较,去控制脉冲调宽电路,以改变脉冲宽度的方式,使输出电压稳定。

4)主控板上通信电路

当变频器由可编程(PLC)或上位计算机、人机界面等进行控制时,必须通过通信接口相互传递信号。图2.6是LG变频器的通讯接口电路。变频器通信时,通常采用两线制的RS485接口。西门子变频器也是一样。两线分别用于传递和接收信号。变频器在接收到信号后传递信号之前,这两种信号都经过缓冲器1701、75176B等集成电路,以保证良好的通信效果。所以,变频器主控板上的通信接

口电路主要是指这部分电路,还有信号的抗干扰电路。

5)外部控制电路

变频器外部控制电路主要是指频率设定电压输入,频率设定电流输入、正转、反转、点动及停止运行控制,多档转速控制。频率设定电压(电流)输入信号通过变频器内的A/D转换电路进入CPU。其他一些控制通过变频器内输入电路的光耦隔离传递到CPU中。

变频器知识大全——新手入门篇(三)

一、变频器开关电源电路

变频器开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。我们公司产品开关电源电路如下图:

是由UC3844组成的开关电路。开关电源主要有以下特点:1,体积小,重量轻:由于没有工频变频器,所以体积和重量吸有线性电源的20~30%;2,功耗小,效率高:功率晶体管工作在开关状态,所以晶体管的上功耗小,转化效率高,一般为60~70%,而线性电源只有30~40%。

二、二极管限幅电路

限幅器是一个具有非线性电压传输特性的运放电路。其特点是:当输入信号电压在某一范围时,电路处于线性放大状态,具有恒定的放大倍数,而超出此范围,进入非线性区,放大倍数接近于零或很低。在变频器电路设计中要求也是很高的,要做一个好的变频器维修技术员,了解它也相当重要。

1、二极管并联限幅器电路图如下所示:

2、二极管串联限幅电路如下图所示:

三、变频器控制电路组成

如图1所示,控制电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路。

在图 1点划线内,无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。1)运算电路,将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。2)电压、电流检测电路,与主回路电位隔离检测电压、电流等。3)驱动电路,为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。4)I/0输入输出电路,为了变频器更好人机交互,变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出”比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。5)速度检测电路,以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。6)保护电路,检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。逆变器控制电路中的保护电路,可分为逆变器保护和异步电动机保护两种,保护功能如下

五、变频器的HCPL-316J特性

HCPL-316J是由Agilent公司生产的一种IGBT门极驱动光耦合器,其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路,为驱动电路的可靠工作提供了保障。其特性为:兼容CMOS/TYL电平;光隔离,故障状态反馈;开关时间最大500ns;”软”IGBT关断;欠饱和检测及欠压锁定保护;过流保护功能;宽工作电压范围(15~30V);用户可配置自动复位、自动关闭。 DSP 与该耦合器结合实现IGBT的驱动,使得IGBT VCE欠饱和检测结构紧凑,低成本且易于实现,同时满足了宽范围的安全与调节需要。HCPL-316J保护功能的实现 HCPL-316J内置丰富的IGBT检测及保护功能,使驱动电路设计起来更加方便,安全可靠。其中下面详述欠压锁定保护(UVLO) 和过流保护两种保护功能的工作原理:

(1)IGBT欠压锁定保护(UVLO)功能,在刚刚上电的过程中,芯片供电电压由0V逐渐上升到最大值。如果此时芯片有输出会造成IGBT门极电压过低,那么它会工作在线性放大区。HCPL316J芯片的欠压锁定保护的功能(UVLO)可以解决此问题。当VCC与VE之间的电压值小于12V时,输出低电平,以防止IGBT工作在线性工作区造成发热过多进而烧毁。示意图详见图1中含UVLO部分。

图1 HCPL-316J内部原理图

(2)IGBT过流保护功能

HCPL-316J具有对IGBT的过流保护功能,它通过检测IGBT的导通压降来实施保护动作。同样从图上可以看出,在其内部有固定的7V电平,在检测电路工作时,它将检测到的IGBT C~E极两端的压降与内置的7V电平比较,当超过7V时,HCPL-316J芯片输出低电平关断IGBT,同时,一个错误检测信号通过片内光耦反馈给输入侧,以便于采取相应的解决措施。在IGBT关断时,其C~E极两端的电压必定是超过7V的,但此时,过流检测电路失效,HCPL-316J芯片不会报故障信号。实际上,由于二极管的管压降,在IGBT的C~E 极间电压不到7V时芯片就采取保护动作。

整个电路板的作用相当于一个光耦隔离放大电路。它的核心部分是芯片HCPL-316J,其中由控制器

(DSP-TMS320F2812)产生XPWM1及XCLEAR*信号输出给HCPL-316J,同时HCPL-316J产生的IGBT 故障信号FAULT*给控制器。同时在芯片的输出端接了由NPN和PNP组成的推挽式输出电路,目的是为了提高输出电流能力,匹配IGBT驱动要求。当HCPL-316J输出端VOUT输出为高电平时,推挽电路上管(T1)导通,下管(T2)截止,三端稳压块LM7915输出端加在IGBT门极(VG1)上,IGBT VCE为15V,IGBT导通。当HCPL-316J输出端VOUT输出为低电平时,上管(T1)截止,下管(T1)导通,VCE为-9V,IGBT关断。以上就是IGBT的开通关断过程。

变频器维修知识——新手入门(四)

一、先来了解模电和数电的区别

很多刚进入电子行业,自动化行业的人士对模似电子电路和数字电子电路存在一些疑惑,由其是刚进这行的人更是不明了,当然在接触变频器维修与维护时肯定要熟悉。所谓模似电子电路实际是相对数字电子电路而言。模电:一般指频率在百兆HZ以下,电压在数十伏以内的模似信号以及对此信号的分析/处理及相关器件的运用。百兆HZ以上的信号属于高频电子电路范畴。百伏以上的信号属于强电或高压电范畴。数电:一般指通过数字逻辑和计算去分析、处理信号,数字逻辑电路的构成以及运用。数电的输入和输出端一般由模电组成,构成数电的基本逻辑元素就是模电中三级管饱和特性和截止特性。由于数电可大规模集成,可进行复杂的数学运算,对温度、干扰、老化等参数不敏感,因此是今后的发展方向。但现实世界中信息都是模似信息(光线、无线电、热、冷等),模电是不可能淘汰的,但就一个系统而言模电部分可能会减少。理想构成为:模似输入——AD采样(数字化)——数字处理——DA转换——模似输出。

二、运放与比较器的区别

运算放大器与专用比较器在变频器主控板的控电路中比较常见,它的作用也不用我去形容了,做这行的都比我清楚。1、运放可以连接成为比较输出,比较器就是比较。那么市面上为何单独出售两种产品,他们有相同和不同之处是什么呢?;2、比较器输出一般是OC便于电平转换;比较器没有频补,SLEW RATE比同级运放大,但接成放大器易自激。比较器的开环增益比一般放大器高很多,因此比较器正负端小的差异就引起输出端变化;3、频响是一方面,另处运放当比较器时输出不稳定,不一定能满足后级逻辑电路的要求;4、比较器为集电极开路输出,容易输出TTL电平,而运放有饱和压降,使用不便。

关于运算放大器与专用比较器的区别可分为以下几点:1、比较器的翻转速度快,大约在NS数量级,而运放翻转速度一般为US数量级(特殊高速运放除外);2、运放可以输入负反馈电路,而比较器不能使用负反馈,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,便因为其内部没有相位补偿电路,如果输入负反馈,电路不能稳定工作,内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快的原因;3、运放输入初级一般采用推挽电路,双极性输出,而多数比较器输出极为集电级开路结构,所以需要上拉电阻,单极性输出,容易和数字电路连接。

三、肖特基二极管和快恢复二极管又什么区别

快恢复二极管是指反向恢复时间很短的二极管(5us以下),工艺上多采用掺金措施,结构上有采用PN结型结构,有的采用改进的PIN结构。其正向压降高于普通二极管(1-2V),反向耐压多在1200V 以下。从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在100纳秒以下。

肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管,简称肖特基二极管(Schottky Barrier Diode),具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒),而且反向漏电流较大,耐压低,一般低于150V,多用于低电压场合。这两种管子通常用于开关电源。

肖特基二极管和快恢复二极管区别:前者的恢复时间比后者小一百倍左右,前者的反向恢复时间大约为几纳秒~!前者的优点还有低功耗,大电流,超高速~!电气特性当然都是二极管阿~!快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.

肖特基二极管:反向耐压值较低40V-50V,通态压降0.3-0.6V,小于10nS的反向恢复时间。它是具有肖特基特性的”金属半导体结”的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。

快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降,35-85nS的反向恢复时间,在导通和截止之间迅速转换,提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.

四、变频器用——电解电容在电路中的作用

1,滤波作用,在电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中,为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化,所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容。由于大容量的电解电容一般具有一定的电感,对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除,故在其两端并联了一只容量为

0.001--0.lpF的电容,以滤除高频及脉冲干扰。

2,2,耦合作用:在低频信号的传递与放大过程中,为防止前后两级电路的静态工作点相互影响,常采用电容藕合。为了防止信号中韵低频分量损失过大,一般总采用容量较大的电解电容。二、电解电容的判断方法

电解电容常见的故障有,容量减少,容量消失、击穿短路及漏电,其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起,而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量。具体方法为:将电容两管脚短路进行放电,用万用表的黑表笔接电解电容的正极。红表笔接负极(对指针式万用表,用数字式万用表测量时表笔互调),正常时表针应先向电阻小的方向摆动,然后逐渐返回直至无穷大处。表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢,说明电容的容量越大,反之则说明电容的容量越小。如表针指在中间某处不再变化,说明此电容漏电,如电阻指示值很小或为零,则表明此电容已击穿短路。因万用表使用的电池电压一般很低,所以在测量低耐压的电容时比较准确,而当电容的耐压较高

时,打时尽管测量正常,但加上高压时则有可能发生漏电或击穿现象。

三、电解电容的使用注意事项

1、电解电容由于有正负极性,因此在电路中使用时不能颠倒联接。在电源电路中,输出正电压时电解电容的正极接电源输出端,负极接地,输出负电压时则负极接输出端,正极接地。当电源电路中的滤波电容极性接反时,因电容的滤波作用大大降低,一方面引起电源输出电压波动,另一方面又因反向通电使此时相当于一个电阻的电解电容发热。当反向电压超过某值时,电容的反向漏电电阻将变得很小,这样通电工作不久,即可使电容因过热而炸裂损坏。

2。加在电解电容两端的电压不能超过其允许工作电压,在设计实际电路时应根据具体情况留有一定的余量,在设计稳压电源的滤波电容时,如果交流电源电压为220~时变压器次级的整流电压可达22V,此时选择耐压为25V的电解电容一般可以满足要求。但是,假如交流电源电压波动很大且有可能上升到250V以上时,最好选择耐压30V以上的电解电容。

3,电解电容在电路中不应靠近大功率发热元件,以防因受热而使电解液加速干涸。

4、对于有正负极性的信号的滤波,可采取两个电解电容同极性串联的方法,当作一个无极性的电容。

五、色环电阻估算

为了使广大的初学者能够迅速地算出色环电阻的阻值,笔者根据实践经验总结出速算色环电阻的”顺口溜”献给广大的初学者。现在常用的色环电阻多为四环电阻,也有少数是五环电阻,而且五环电阻属于精密电阻,误差很小。两种色环电阻的表示方法见图1,举例说明见图2,其包环含义见附表。以下是以四环电阻为例的速算”顺口溜”,但也同样适用于五环电阻值的计算。

色环电阻是四环,橙为十千黄百千,一环二环数相连,绿色环为兆欧级,

棕1红2橙是3,蓝紫灰白依次排。黄4绿5蓝为6,阻值误差百分算,

紫7灰8白是9,差多差少看四环。黑是O来不用算,紫点1来蓝点2,

阻值范围三环定,绿点5来记心间。几点几欧金银环,棕l红2金是5,

黑十棕百红为千,无色20银减半。

“顺口溜”中“一环二环数相连”表示两个数为连写,如一环为棕色,二环为红色,即写为12。“黑是O来不用算”表示数值色环如果为黑环可直接写成O,如绿、黑环直接写为50。“阻值范围三环定,几点几欧金银环”指的是该电阻的阻值大小由三环决定,并且第三环是金、银环的,说明该电阻的阻值范围在几点几欧内,如绿、棕、金环为5。1Q,而绿、棕、银则为O。51Ω。”黑十棕百红为千”是指电阻第三环为黑环时,该电阻的阻值在几十欧以内,棕色环时其阻值在几百欧以内,红色环时阻值在几千欧以内。如橙、橙、黑为33Ω;橙、橙、棕为330Ω,;而橙、橙、红则为3300Ω,以此类推。”阻值误差百分算,差多差少看四环”是指色环电阻的误差是用百分数来计算的,其误差多少要看第四环的颜色来确定。如颜色为金色,则该电阻的误差是±5%,无色环为±20%,银色环的则为±10%。上述三种误差适用于四环电阻,而五环电阻的误差是看第五道环,其中紫环的误差为±o。1%,蓝环误差为±0。2%。绿环误差为±O。5%,棕环误差为±1%,红

环误差为±2%。

六、发光二极管的好坏测试

测试发光二极管的好坏,可以按照测试普通硅二极管正反向电阻的方法测试。

指钟式万用表拨在R*100或R*1K档,

用黑表笔接发光二极管正极,红表笔接负极,测得正向电阻应在20=40K;

用黑表笔接发光二极管负极,红表笔接正极,测得反向电阻应大于500K以上。

用数字式万用表拨在二极管档,黑表笔接发光二极管正极,红表笔接负极,阻值为无穷大。

黑表笔接发光二极管负极,红表笔接正极,发光二极管会有微亮,表示正常。

测式方法如图:

七、变频器用——压敏电阻基础知识

1、什么是“压敏电阻”

压敏电阻是中国大陆的名词,意思是“在一定电流电压范围内电阻值随电压而变”,或者是说“电阻值对电压敏感”的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的”氧化锌”(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种”Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。在中国台湾,压敏电阻器是按其用途来命名的,称为”突波吸收器”。压敏电阻器按其用途有时也称为”电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。

变频器IGBT模块故障维修案例

故障现象 某一抽油机变频器设备,是1140v/30kw抽油机专用变频器,运行过程中中间一相IGBT模块处被烧黑,其上母线尖峰吸收电容(3μf/1200v无感电容两只串联再并联)一个腿被打断,不能正常运行。 初步判断 用万用表检测主电路部分,中间一相被熏黑,但检测好,其他两相也正常。 维修过程 (1)首先更换损坏器件。将3μf /1200v电容更换后,再将隔离开关合上,给控制柜送电,控制柜没反应,电源灯不亮,电压表没有指示。 (2)输入端接有高压熔断器,怀疑是它损坏了。用万用表高压档检测熔断器后三个端子对电压,都正常,均为690v,因控制电路用是220v电源,怀疑1140/220v变压器有问题。后来断电后用万用表检测熔断器两端阻值,有一相通,另两相断,断定原判断有误,有两相熔断器烧断。检测熔断器,有电显示,应是未断那相1140/220v变压器初级绕组串过去,因是单相供电,形不成电压,1140v/220v变压器不工作,控制柜因不到电压而不能工作。 (3)将熔断器更换后,柜子送电正常,工频启动,工作正常,工频维修完毕。接着维修变频部分。 (4)通控制电。一送电,显示板上故障保护灯就亮,怀疑干扰,但多次送、停电都这样,因处于保护状态,不能开机。后将短路保护插线拔掉(因主电路没通电,控制电路送电,无影响),送电正常。开机也正常,用万用表检测频率到达50hz时电压,三相输出电压都平衡,线间电压为8.2v,对中线为5.0v,工作正常。 (5)检查短路保护板。将输入端短路保护取样电流传感器拔下,测量板上电源电压,±12v正常,但+5v供电电压+3.0v,将集成快74hc14拔下,+5v正常,说明该集成块已经损坏,更换一只新的。 (6)将输入端短路保护取样电流传感器插上。先插正母线上电流传感器,测±12v,工作正常;再插负母线上电流传感器,测±12v电压,+12v+ 9.0v,-12v 正常。说明负母线上电流传感器损坏。将该电流传感器取下更换。 (7)将拔下线都插上,并与主板连接好。通控制电,工作正常。为进一步

变频器怎么维修

变频器怎么维修

变频器维修学习方法有很多,但方向不对努力白费,所以抓住方向很重要,为了让大家更快的掌握变频器维修知识,这里提供变频器维修的十种学习方法给大家 1、报警参数检查法 〖例 1〗某变频器有故障,无法运行并且LED显示“UV”(under voltage的缩写),说明书中该报警为直流母线欠压。因为该型号变频器的控制回路电源不是从直流母线取的,而是从交流输入端通过变压器单独整流出的控制电源。所以判断该报警应该是真实的。所以从电源入手检查,输入电源电压正确,滤波电容电压为0伏。由于充电电阻的短路接触器没动作,所以与整流桥无关。故障范围缩小到充电电阻,断电后用万用表检测发现是充电电阻断了。更换电阻马上就修好了。 〖例 2〗有一台三垦IF 11Kw的变频器用了3年多后,偶尔上电时显示“AL5”(alarm 5 的缩

写),说明书中说CPU被干扰。经过多次观察发现是在充电电阻短路接触器动作时出现的。怀疑是接触器造成的干扰,在控制脚加上阻容滤波后果然故障不再发生了。 〖例 3〗一台富士E9系列3.7千瓦变频器,在现场运行中突然出现OC3(恒速中过流)报警停机,断电后重新上电运行出现OC1(加速中过流)报警停机。我先拆掉U、V、W到电机的导线,用万用表测量U、V、W之间电阻无穷大,空载运行,变频器没有报警,输出电压正常。可以初步断定变频器没有问题。原来是电机电缆的中部有个接头,用木版盖在地坑的分线槽中,绝缘胶布老化,工厂打扫卫生进水,造成输出短路。 〖例 4〗三肯SVF303,显示“5”,说明书中“5”表示直流过压。电压值是由直流母线取样后(530V左右的直流)通过分压后再由光耦进行隔离,当电压超过一定阀值时,光耦动作,给处理器一个高电平。过压报警,我们可以看一下电阻是否变值,光耦是否有短路现象等。

变频器基础知识

变频器基础知识 一、变频器的定义 通常所说的变频器,是指将频率固定的电源(如50Hz三相交流电) 变成频率可变的电源(如在0?50HZ之间随意变换)的转换设备。如果原有电源的频率为0(即为直流电源供电),则变频器可以省去直流变换环节,退化成单一的逆变器(DO AQ O 二、变频器的分类从不同的角度,可以对变频器进行不同的分类。 1、按电压等级不同,变频器可分为:高压变频器、中压变频器、低压变频器 按照国际惯例,电压》10kV时称高压,1-10kV为中压,小于1kV 时称低压,与其电压范围相对应的变频器分别称为高压变频器、中压变频器、低压变频器。 在我国,习惯上把10KV 6kV或3kV的电机称为高压电机,相应的电压为10KV 6kV或3kV的变频器均称高压变频器。平常所说的“高- 高”“高-低-高”“高-低”只是变频器的不同应用形式。 2、按主回路结构不同,变频器可分为:交-直-交变频器,交-交变频器。交- 直- 交变频器 1)交- 直-交变频器先将电网交流电用整流电路整成直流电,再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。整流电路、直流回路、逆变电路是交-直-交变频器的三个基本组成部分。 整流电路可以是不控的(二极管全波整流)、也可以是可控的,如果是可控整流,则它也能工作在逆变状态,将直流回路的能量逆变回电网。 逆变电路肯定是可控的,主要功能是将直流回路电能变成交流电输出给电机。如果电机工作在发电工况时(比如制动场合),逆变电路工作在整流状态,将电机的能量送到直流回路。 交- 交变频器

2)交-交变频器没有直流回路,每相都由两个相互反并联的整流电路组成,正桥提供正向相电流,反桥提供负向相电流。 3、按储能方式不同,变频器可分为:电流源型、电压源型。 电流源型变频器 1)电流源型: 电流源变频器输入采用可控整流,控制电流的大小。中间采用大电感,对电流进行平滑。逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流,供给交流电机。在电流源变频器中,直接受控量是电流。整流桥控制电流大小,逆变桥控制电流频率,电机侧得到的是幅值和频率可变的方波电流。 特点:①电流源变频器具有很好的抗过流能力,甚至负载短路都不会导致变频器损坏。②由于整流桥输出电压可以为负,从而进入逆变状态工作,实现能量由变频器向电网的回馈,可用于频繁正反转或需要制动的场合。 缺点:其网侧功率因数不高,电流谐波较大。 2)电压源型: 电压源变频器输入一般不控,大多采用二极管进行全波整流。中间采用大电容滤波,对电压进行平滑。逆变桥采用PWM控制技术,既控制电压输出波形中交流基波的幅值大小,也控制交流基波电压的频率。 在电压源变频器中,直流回路的电压大小基本是不变的。逆变桥直接对直流电压进行PWM控制,不直接控制电流。电机侧得到的是幅值恒定、占空比和频率可变的方波电压。电机的电流实际上是其在变频器输出电压控制下运行所产生的,为正弦波。 优点:网侧功率因数较高,并且不随输出频率而变。 缺点:由于整流桥不控,输出电压和电流的方向均确定不变,不能 实现能量回馈。不适用于频繁正反转或需要制动的场合。 4、按电平数不同,变频器可分为:两电平、三电平、多电平 1)两电平变频器典型电路结构及输出波形如下: 2)三电平PWM fe压型变频器采用12只可关断功率器件(IGCT或高压

施耐德变频器维修实例祥解

施耐德变频器维修实例祥解 线路原理分析: 1.主回路 施耐德A T V31H系器品种比较多,下边从A T V31和A T V58这两款变频器入手,引导学习施耐德变频器维修技巧。 一、A T V31变频列通用变频器采用的是交-直-交电压型变频方式,其主回路包括整流线路、滤波及储能线路、能耗制动、直-交逆变由以下几个部分组成(其原理图见图1) ⑴整流部分 三相整流部分由六只整流管组成整流桥,将电源的交流电全波整流成直流,如果电源的电压为U i,则全波整流后平均直流电压U d的大小为: U d=1.35×U i 三相电源的线电压为380V,则全波整流后的平均电压为 U d=1.35×U i=1.35×380=513V 由于施耐德A T V31H系列整流器均在模块部,损坏后只能整体更换。整流器的好坏可以用万用表电阻挡测量。 ⑵滤波部分 电容C1和C2是将整流后的脉动直流电滤平电压纹波并储能。变频器功率越大所配备的电容容量越大。施耐德A T V31变频器的部分型号电容配置见下表: 变频器型号变频器功率电容容量(μF)电容数量(只)总容量(μF)

有如下情况时,要检查电容是否损坏: 当容量下降到80%时就要更换电容。使用四年以上的变频器要检查容量是否下降。 滤波前的整流桥损坏后,有交流电直接进入了电容器,要检查电容器有没有损坏。 分压电阻损坏后,由于分压不均,要检查电容器有没有损坏。 外包绝缘损坏后,要检查电容器有没有损坏。 由于在变频器合上电的瞬间,滤波电容器的充电电流很大,易损坏整流器。为了保护整流器,在电路中串接了R1A和R1B,以限制电容器的冲电电流,当电容器上充电电压达到一定程度时,继电器R Y1吸合,继电器触点接通短接R1。 ⑶制动部分 由于异步电动机在再生制动减速过程中,再生能量存储于滤波电路的电容器中,使直流母线的电压上升,为了释放制动能量在模块中使用了一只I G B T管。通过控制I G B T管的导通程度可以设置制动时间,由于设备的需要,电机必须在规定的时间停车,施耐德A T V31系列设置了直流注入停车。此功能可以通过菜单设定。 ⑷逆变部分 逆变部分采用六只(或6×n只,5.5K W n=2,7.5K W n=3,n根据功率大小决定)I G B T管和续流二极管组成,由上桥推动和下桥推动线路控制六只I G B T管的开关顺序和导通时间,将滤波后的直流电转换成频率和电压都可以变化的交流电。输出频率和输出电压的调节均由逆变器按P W M(P u l s e W i d t h M o d u l a t i o n)方式来完成。 施耐德A T V31系列变频器部分型号使用模块一览表:

变频器原理经典图集

要想做好变频器维修,当然了解变频器基础知识是相当重要的,也是迫不及待的。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后,如果有不正确地方,望您指正,如果觉得还行支持一下,给我一些鼓动! 变频器维修入门--电路分析图 对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图2.1是它的结构图。 1)驱动电路 驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号,经光电隔离和放大后,作为逆变电路的换流器件(逆变模块)提供驱动信号。 对驱动电路的各种要求,因换流器件的不同而异。同时,一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是,大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑,这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。

驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路,三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。 2)保护电路 当变频器出现异常时,为了使变频器因异常造成的损失减少到最小,甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能,都设法增加保护功能,提高保护功能的有效性。 在变频器保护功能的领域,厂商可谓使尽解数,作好文章。这样,也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路,软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等,内部都具有保护功能。 图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。

变频器知识大全

变频器工作原理 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? *1: r/min 电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm. 例如:2极电机50Hz 3000 [r/min] 4极电机50Hz 1500 [r/min] 结论:电机的旋转速度同频率成比例 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。 因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p n: 同步速度 f: 电源频率

p: 电机极对数 结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。 例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V 2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样? *1: 工频电源 由电网提供的动力电源(商用电源) *2: 起动电流 当电机开始运转时,变频器的输出电流 变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。 通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。

几种常用变频器驱动电路的维修方法概要

几种常用变频器驱动电路的维修方法 (1驱动电路损坏的原因及检查 造成驱动损坏的原因有各种各样的,一般来说出现的问题也无非是U,V,W三相无输出,或者输出不平衡,再或者输出平衡但是在低频的时候抖动,还有启动报警等等。当一台变频器大电容后的快熔开路,或者是IGBT逆变模块损坏的情况下,驱动电路基本都不可能完好无损,切不可换上好的快熔或者IGBT逆变模块,这样很容易造成刚换上的好的器件再次损坏。 这个时候应该着重检查一下驱动电路上是否有打火的印记,这里可以先将IGBT 逆变模块的驱动脚连线拔掉,用万用表电阻挡测量六路驱动电路是否阻值都相同(但是极个别的变频器驱动电路不是六路阻值都相同的:如三菱、富士等变频器,如果六路阻值都基本相同还不能完全证明驱动电路是完好的,接着需要使用电子示波器测量六路驱动电路上电压是否相同,当给定一个启动信号时六路驱动电路的波形是否一致; 如果手里没有电子示波器的话,也可以尝试使用数字式电子万用表来测量驱动电路六路的直流电压,一般来说,未启动时的每路驱动电路上的直流电压约为10V左右,启动后的直流电压约为2-3V,如果测量结果一切正常的话,基本可以判断此变频器的驱动电路是好的。接着就将IGBT逆变模块连接到驱动电路上,但是记住在没有100%把握的情况最稳妥的方法还是将IGBT逆变模块的P从直流母线上断开,中间接一组串联的灯泡或者一个功率大一点的电阻,这样能在电路出现大电流的情况下,保护IGBT逆变模块不被大电容的放电电流烧坏,下面就讲几个在维修变频器时和驱动电路有关的实例: (2安川616G5,3.7kW的变频器 安川616G5,3.7kW的变频器,故障现象为三相输出正常,但在低速时电动机抖动,无法进行正常运行。首先估计多数为变频器驱动电路损坏,正确的解决办法应该是确定故障现象后将变频器打开,将IGBT逆变模块从印刷电路板上卸下,使用电子示

变频器维修入门--电路分析图值得你看

变频器维修入门--电路分析图值得你看 变频器电路分析 要想做好变频器维修,当然了解变频器基础知识是相当重要的,也是迫不及待的。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后,如果有什么不妥的地方,希望您向我提出指正,如果觉得还行,支持一下,给我一些鼓动! 变频器维修入门--电路分析图 对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图2.1是它的结构图。 1)驱动电路 驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号,经光电隔离和放大后,作为逆变电路的换流器件(逆变模块)提供驱动信号。 对驱动电路的各种要求,因换流器件的不同而异。同时,一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是,大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑,这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。

驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路,三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。 2)保护电路 当变频器出现异常时,为了使变频器因异常造成的损失减少到最小,甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能,都设法增加保护功能,提高保护功能的有效性。 在变频器保护功能的领域,厂商可谓使尽解数,作好文章。这样,也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路,软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等,内部都具有保护功能。 图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。

变频器基础知识入门

- - - 变频器基础知识入门 1、什么是变频器? 变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 2、PWM和PAM的不同点是什么? PWM是英文PulseWidthModulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文PulseAmplitudeModulation(脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同? 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路的滤波是电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变? 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加? 频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。 6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样? 采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。 7、V/f模式是什么意思? 频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。 8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化? 频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。 可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。 9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗? 在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。 10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以? 通常情况下是不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。 11、所谓开环是什么意思? 给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈。 12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办? 开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在接近给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。 13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗? 具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。 14、失速防止功能是什么意思? 如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳

ABB变频器基础知识

带你进入工控之门——学一种变频器 序言:初次接触工控的人对其都会感到很神秘,许许多多的自动控制,错综复杂的联锁及很多高新的电气元器件,让人无从下手。其实我们只需掌握一些基本的知识,分解各个部件,了解各部件的性能及要点,然后再整合起来,就清晰多了。 整个工控的组成好似人体一样,一般有:大脑(DCS),神经中枢(网络),躯干(PLC),手脚(现场执行器),五观(现场传感器)。 今天我为大家谈谈现场执行器中的一个工控中常用的电气部件——变频器。变频器由于其本身具有可调速及节能的重要特性,在近几年发展很快,广泛应用于各邻域。对于品种繁多的变频器和其本身内部各参数之多,我们往往第一次接触会感到无从下手,但我们可以从各种变频器的共性中学习,掌握一种变频器,举一反三就能从而了解各种变频器的应用。 下面我就用一种常用的变频器ABB-ACS550给大家讲解其在实际工作中的应用。 一、安装: 打开包装我们首先要查看的是选用的变频器功率是否与配套的电机功率一致,要求是变频器功率≥电机功率,否则变频器因功率不足带不起负荷而烧坏。变频器上一般会有如下标签: 表示该变频器输入要求电压为3相380电压,频率50HZ,其上边的数字是一个适用范围,我们一般不用理会,因为国内的电压等级均满足其要求。输出电压为0至380V,3相交流,电流为6.9A,也就是能带3KW左右的电机,频率可调0-500Hz,一般我们应用中最大也只有60Hz。 一般变频器要求安装在无尘,无水气,无腐蚀的环境中,并在变频器本身上下左右周围留有一定的空间,有利散热。条件好的话最好能安装在特定的配电房内,并配有恒温设备,因为变频器本身也有发热,其电子元件会受温度的影响,如果其散热片上积尘多散热不好的话,会加剧变频器的损坏。 由于变频器本身是个干拢源,所以它产生的电磁干拢对其周围会有一定的影响,由其是对周围有DCS,PLC这种高精度工控设备更要注意安装中的每一环节。其解决方法有: 1、在电源输入侧加装电抗器,现在有些变频器在设计时已经在输入端加入了抗干拢的电抗器,可以在订 购时加以注意。 2、在电源输出侧,即电机电缆选用带屏蔽的三芯或四芯对称电缆,其优点是电缆上的电磁干拢是对称的, 相互加以抵消,如以下图示:

富士变频器维修实例分析

富士变频器维修实例分析 一、常见故障 1、OC报警 键盘面板LCD显示:加、减、恒速时过电流。 对于短时间大电流的OC报警,一般情况下是驱动板的电流检测回路出了问题,模块也可能已受到冲击(损坏),有可能复位后继续出现故障,产生的原因基本是以下几种情况:电机电缆过长、电缆选型临界造成的输出漏电流过大或输出电缆接头松动和电缆受损造成的负载电流升高时产生的电弧效应。 小容量(7.5G11以下)变频器的24V风扇电源短路时也会造成OC3报警,此时主板上的24V风扇电源会损坏,主板其它功能正常。若出现“1、OC2”报警且不能复位或一上电就显示“OC3”报警,则可能是主板出了问题;若一按RUN键就显示“OC3”报警,则是驱动板坏了。 2、OLU报警 键盘面板LCD显示:变频器过负载。 当G/P9系列变频器出现此报警时可通过三种方法解决:首先修改一下“转矩提升”、“加减速时间”和“节能运行”的参数设置;其次用卡表测量变频器的输出是否真正过大;最后用示波器观察主板左上角检测点的输出来判断主板是否已经损坏。 3、OU1报警 键盘面板LCD显示:加速时过电压。 当通用变频器出现“OU”报警时,首先应考虑电缆是否太长、绝缘是否老化,直流中间环节的电解电容是否损坏,同时针对大惯量负载可以考虑做一下电机的在线自整定。另外在启动时用万用表测量一下中间直流环节电压,若测量仪表显示电压与操作面板LCD显示电压不同,则主板的检测电路有故障,需更换主板。当直流母线电压高于780VDC时,变频器做OU报警;当低于 350VDC时,变频器做欠压LU报警。 4、LU报警

键盘面板LCD显示:欠电压。 如果设备经常“LU欠电压”报警,则可考虑将变频器的参数初始化(H03设成1后确认),然后提高变频器的载波频率(参数F26)。若E9设备LU欠电压报警且不能复位,则是(电源)驱动板出了问题。 5、EF报警 键盘面板LCD显示:对地短路故障。 G/P9系列变频器出现此报警时可能是主板或霍尔元件出现了故障。 6、Er1报警 键盘面板LCD显示:存贮器异常。 关于G/P9系列变频器“ER1不复位”故障的处理:去掉FWD—CD短路片,上电、一直按住RESET键下电,知道LED电源指示灯熄灭再松手;然后再重新上电,看看“ER1不复位”故障是否解除,若通过这种方法也不能解除,则说明内部码已丢失,只能换主板了。 7、Er7报警 键盘面板LCD显示:自整定不良。 G/P11系列变频器出现此故障报警时,一般是充电电阻损坏(小容量变频器)。另外就是检查内部接触器是否吸合(大容量变频器,30G11以上;且当变频器带载输出时才会报警)、接触器的辅助触点是否接触良好;若内部接触器不吸合可首先检查驱动板上的1A保险管是否损坏。也可能是驱动板出了问题—可检查送给主板的两芯信号是否正常。 8、Er2报警 键盘面板LCD显示:面板通信异常。 11kW以上的变频器当24V风扇电源短路时会出现此报警(主板问题)。对于E9系列机器,一般是显示面板的DTG元件损坏,该元件损坏时会连带造成主板损坏,表现为更换显示面板后上电运行时立即OC报警。而对于G/P9机器一上电就显示“ER2”报警,则是驱动板上的电容失效了。

变频器维修基础知识

变频器维修基础知识 要想做好变频器维修,当然了解一些电子基础知识是相当重要的,也是迫不及待的。下面 我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后,如果有不妥当的地方,望您指正, 如果觉得还行支持一下,给我一些鼓动!欢迎大家转载。 变频器工作原理 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电 路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制 变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。这是变频器修理中最变频器的定义。 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流 型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和 矢量控制变频器等;在变频器修理中,按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用 变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速 的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控 制方式。V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。在变频器修理中,转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在V/f控制的基础上,按照知道 异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流 的大小和相位,以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作 用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。直接转矩控制是利用空间 矢量坐标的概念,在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩,通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的,因此省去了矢量控制等复杂的变换计算, 系统直观、简洁,计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。 一、模电和数电的区别

三菱变频器维修技术案例-变频器维修培训

三菱变频器常见故障分析及维修案例 三菱变频器经过近20年的发展,产品质量和功能都相当稳定与完善。特别是随着功率器件以及IC芯片的不断改进,变频器产品也是不断地推陈出新,从早期使用分立元件的K系列、Z系列,到现在使用IPM、PIM模块的A系列,三菱变频器应该说又上了一个新台阶。我们应该提到的是在大功率模块的应用上,三菱变频器可能更有优势,因为三菱公司本身就是一个著名的半导体生产厂家,在功率器件的开发上更是走在了前端,特别是三菱公司的IPM模块,以其卓越的性能被众多变频器厂家所采用。现在的三菱变频器从应用来说主要可以分为以下几大类: (1) 通用型的A系列,较早有A200系列,以及经济型的A024、A044系列; (2) 风机水泵专用型的F系列, 包括早期的F400系列以及现在广泛使用的F500系列; (3) 经济型的E系列和简易型的S系列。 为了满足市场的需要,三菱变频器还开发了应用于多种场合的选件卡,主要包括要求精确转速的PG反馈卡、用于精确定位的定位控制卡、用于压力控制的PI控制卡以及用于扩展输出点的继电器和晶体管输出卡。变频器功能的不断加强和选件卡的开发,使得三菱变频器更好地满足了不同用户的需要,也成为三菱变频器能够迅速壮大的动力。 2 常见故障的处理 以下我们就三菱变频器的一些常见故障在这里和广大使用者做一个探讨。 2.1 早期产品的故障 由于三菱变频器进入中国市场较早, 所以有些老的产品仍在使用,我们先就这些产品的故障做一分析。早期我们能碰到的产品主要包括Z系列和A200系列的变频器。小功率Z024系列变频器我们常见的故障现象有OC、ERR、无显示等。 OC引起的原因主要有以下两种可能。 (1) 驱动电路老化 由于较长年限的使用,必然导致元器件的老化,从而引起驱动波形发生畸变,输出电压也就不稳定了,所以经常一运行就出现OC报警。 (2) IPM模块的损坏也会引起OC报警 Z024系列的机器使用的功率模块不仅含有过流,欠压等检测电路,而且还包含有放大驱动电路,所以不管是检测电路的损坏,驱动电路的损坏, 或者大功率晶体管的损坏都有可能引起OC报警。 (3) 无显示故障的原因则多数是由于开关电源厚膜的损坏引起的。 (4) ERR故障是一个欠压故障,通常是由于电压检测回路电阻或连线出现问题而导致故障的产生,而不是实际输入电压真的出现欠电压。A200系列的OC故障多数是由于驱动电路的损坏而引起的,它的驱动电路采用了一块陶瓷封装的厚膜电路,这给维修带来了一定的困难,其厚膜电路主要是基于一块驱动光耦而设计的电路。 (5).此外我们还会碰到一些LV故障,欠压故障的出现也多半由于母线检测电路出现了故障,三菱变频器也为此设计了一块用于检测电压和电流的厚膜电路。开关电源脉冲变压器的损坏也是A200系列变频器的一个常见故障,由于开关电源输出负载的短路,或母线电压的突变而导致脉冲变压器初、次级绕组的损坏。 2、A500和E500系列常见故障

变频器常用维修方法与步骤

第一讲变频器主回电路交流 一、变频器主回路图 二、母线电压(变频器内部直流电压) 定义:从R 、S 、T端输入频率固定的三相交变电源,经三相整流桥全波整流成直流电,其电压即母线电压。 母线电压注意事项: 1、三相电压为220V输入时,母线电压>=311V,所以电容的耐压强度必须大于311V; 2、三相电压为380V输入时,母线电压>=540V,所以电容的耐压强度必须大于540V,此时,可串联电容,对电压进行分压; 3、断电后,母线电压要5~10分钟才能降到安全电压。 三、电容(电解电容) 1、电容主要有两大作用: a、储能。母线上电容起到缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了二级管,即续流二极管。 b、滤波。虽然整流电路可从电网的交流电源得到直流电流或电流,但这种电压或电流含有频率为电源频率6倍的纹波,故采用电容对其滤波。 2、一般而言,电容的耐压强度为400V,还有一部分余量,可以达到450 V。所以电容串联后的耐压强度为800V,最大是900 V。我司变频器三相整流后母线电压一般工作在540 V左右。停止制动,母线电压升高,我们的软件限流点是800 V,硬件可以达到820 V 的设计,单相母线工作电压为311 V,制动后,制动后,母线电压也不可能超过400V。 3、电容上的均压电阻。由于电容的容量不可能绝对相等,当两个电容串联后,导致电压不平衡,会损害电容的寿命,因此分别并联电阻值相等的均压电阻。 4、注意:电容极性一定不能接反 四、缓冲电阻(启动电阻) 定义:二极管整流桥在电源接通时,电容中将流过较大的充电电流:CdU/dt(浪涌电流),可能烧坏整流桥,故在启动或停止时,需将缓冲电阻打开。当滤波电容器已充电完毕后,接触器将缓冲电阻短接。 我司每个功率等级变频器都有缓冲电阻,只是7.5KW以下的无“open故障检测”电路,如7.5KW以上缓冲电阻。

变频器基础知识入门

变频器基础知识入门 1、什么是变频器? 变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 2、PWM和PAM的不同点是什么? PWM是英文PulseWidthModulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文PulseAmplitudeModulation(脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同? 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路的滤波是电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变? 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加? 频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。 6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样? 采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。 7、V/f模式是什么意思? 频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。 8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化? 频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。 可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。 9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗? 在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。 10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以? 通常情况下是不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。 11、所谓开环是什么意思? 给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈。 12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办? 开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在接近给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。 13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗? 具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。 14、失速防止功能是什么意思?

变频器补充知识一

一、频率给定线 1、频率给定线的定义 由模拟量进行外接频率给定时,变频器的给定频率f x与给定信号x之间的关系曲线f x = f(x),称为频率给定线。这里的给定信号x 既可以是电压信号U G,也可以是电流信号I G。 2、基本频率给定线 在给定信号x从0增大至最大值x max的过程中,给定频率f x线性地从0增大到f max的频率给定线称为基本频率给定线。其起点为(x = 0,f x = 0);终点为(x = x max),如图1所示。 例1假设给定信号为4-20mA ,要求对应的输出频率为0~50HZ。分析:I G = 4 mA与x=0相对应,I G = 20mA 与x=x max相对应,作出的频率给定线如图2所示。

3、频率给定线的预置 频率给定线的起点和终点坐标可根据拖动系统的需要任意预置。 3.1 起点坐标(x = 0,f x = f BI)这里,f BI为给定信号x = 0时所对应的给定频率,称为偏置频率。 3.2 终点坐标(x = x max,f x = f x M)这里,f x M为给定信号x = x max时所对应的给定频率,称为最大给定频率。 预置时,偏置频率f BI是直接设定的频率值;而最大给定频率f x M 常常是通过预置“频率增益”G%来设定的。 G% 的定义是:最大给定频率f x M与最大频率f max之比的百分数,即: G% = (f x M / f max)×100% 如G% >100% ,则f x M>f max ,这时的f x M为理想值,其中输出频率大于f max的部分,变频器的实际输出频率为f max。

4、最大频率、最大给定频率与上限频率的区别 最大频率f max和最大给定频率f x M都与最大给定信号x max相对应,但最大频率f max通常是由基准情况决定的;而最大给定频率f x M 常常是根据实际情况进行修正的结果。 当f x M<f max时,变频器能够输出的最大频率由f x M决定,f x M 与x max对应。 当f x M>f max时,变频器能够输出的最大频率由f max决定。 上限频率fH是根据生产需要预置的最大运行频率,它并不和某个确定的给定信号x相对应。 当f H<f max时,变频器能够输出的最大频率f H由决定,f H并不与x max对应。 当f H>f max时,变频器能够输出的最大频率由f max决定。 例2假设给定信号为0-10V的电压信号,最大频率为f max = 50HZ,最大给定频率为f x M = 52HZ,上限频率为f H = 40HZ,请按要求正确绘制频率给定线。 分析: 1)频率给定线的起点为(0,0),终点为(10,52); 2)在频率较小(<40HZ)的情况下,频率f x与给定信号x之间的对应关系由频率给定线决定。如x=5V,则f x=26HZ; 3)变频器实际输出的最大频率为40 HZ。 注意:在频率给定线中,与上限频率(f H)对应的给定信号x H为多大并不重要。 变频器实际工作的频率给定线见图4红线。

变频器维修知识大全

变频器维修知识大全 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 1: VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 *2: CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作”变频器“。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为”inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫”inverter”,故该产品本身就被命名为”inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以”inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? *1: r/min 电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm. 例如:2极电机50Hz 3000 [r/min]4极电机50Hz 1500 [r/min] 结论:电机的旋转速度同频率成比例 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p n: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数 结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。 例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V 2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样? *1: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源) *2: 起动电流当电机开始运转时,变频器的输出电流 变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。 3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低 通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te,P<=Pe)。变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。举例,电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz 时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)。

相关文档
最新文档