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長(zhǎng)期致力于國(guó)內(nèi)外各知名品牌的變頻器、PLC、軟啟動(dòng)器、直流調(diào)速器、人機(jī)界面、伺服及各類自動(dòng)化控制設(shè)備電路板的維修,解密各種PLC、人機(jī)界面。承接企業(yè)自控系統(tǒng)的項(xiàng)目開發(fā)和程序設(shè)計(jì)、改造、維保、多點(diǎn)同步、恒張力控制、起重位位能控制、全自動(dòng)恒壓供水、樓宇消防、塑料擠出機(jī)改造、同步造紙等設(shè)備
靜態(tài)測(cè)試
找下結(jié)果,可以判定電路已出現(xiàn)異常,A.到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端,將萬用表調(diào)到電阻X10檔,紅表棒接到P,黑表棒分別依到R、S、T,正常時(shí)有幾十歐的阻值,且基本平衡。相反將黑表棒接到P端,紅表棒依
變頻器維修圖片(5張)
次接到R、S、T,有一個(gè)接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端,重復(fù)以上步驟,都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以阻值三相不平衡,說明整流橋有故障.B.紅表棒接P端時(shí),電阻無窮大,可以斷定整流橋故障或啟動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。
2、測(cè)試逆變電路
將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上,應(yīng)該有幾十歐的阻值,且各相阻值基本相同,反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒N端,重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果,否則可確定逆變模塊有故障。
動(dòng)態(tài)測(cè)試
1、上電之前,須確認(rèn)輸入電壓是否有誤,將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)(炸電容、壓敏電阻、模塊等);
2、檢查變頻器各接插口是否已正確連接,連接是否有松動(dòng),連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況;
3、上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因;
4、如未顯示故障,首先檢查參數(shù)是否有異常,并將參數(shù)復(fù)歸后,在空載(不接電機(jī))情況下啟動(dòng)變頻器,并測(cè)試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況,則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障;
5、在輸出電壓正常(無缺相、三相平衡)的情況下,負(fù)載測(cè)試,盡量是滿負(fù)載測(cè)試。[1]
故障判斷
1、整流模塊損壞
通常是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下,更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí),應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況,如電網(wǎng)電壓,有無電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。
2、逆變模塊損壞
通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后,測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下,更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后,須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無任何故障下,才能運(yùn)行變頻器。
3、上電無顯示
通常是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起,如啟動(dòng)電阻損壞,操作面板損壞同樣會(huì)產(chǎn)生這種狀況。
4、顯示過電壓或欠電壓
通常由于輸入缺相,電路老化及電路板受潮引起。解決方法是找出其電壓檢測(cè)電路及檢測(cè)點(diǎn),更換損壞的器件。
5、顯示過電流或接地短路
通常是由于電流檢測(cè)電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放電路等。
6、電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過電流
通常是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。
7、空載輸出電壓正常,帶載后顯示過載或過電流
通常是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化,模塊損壞引起。
技術(shù)系列
編輯
過電流保護(hù)
在變頻器維修中,過電流保護(hù)的對(duì)象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形.
由于逆變器的過載能力較差,所以變頻器的過電流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán),迄今為止,已發(fā)展得十分完善.
一、過電流的原因
1、工作中過電流即拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流.其原因大致來自以下幾方面:
① 電動(dòng)機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載,或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,引起電動(dòng)機(jī)電流的突然增加.
② 變頻器的輸出側(cè)短路,如輸出端到電動(dòng)機(jī)之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等.
③ 變頻器自身工作的不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在不斷交替的工作過程中出現(xiàn)異常。例如由于環(huán)境溫度過高,或逆變器件本身老化等原因,使逆變器件的參數(shù)發(fā)生變化,導(dǎo)致在交替過程中,一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來得及關(guān)斷,引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的“直通”,使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。
2、升速時(shí)過電流 當(dāng)負(fù)載的慣性較大,而升速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí),意味著在升速過程中,變頻器的工作效率上升太快,電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升,而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去,結(jié)果是升速電流太大。
3、降速中的過電流 當(dāng)負(fù)載的慣性較大,而降速時(shí)間設(shè)定得太短時(shí),也會(huì)引起過電流。因?yàn)椋邓贂r(shí)間太短,同步轉(zhuǎn)速迅速下降,而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大,仍維持較高的轉(zhuǎn)速,這時(shí)同樣可以是轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流。
二、處理方法
1、 起動(dòng)時(shí)一升速就跳閘,這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象,主要檢查
① 工作機(jī)械有沒有卡住
② 負(fù)載側(cè)有沒有短路,用兆歐表檢查對(duì)地有沒有短路
③ 變頻器功率模塊有沒有損壞
④ 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小,拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來
2、 起動(dòng)時(shí)不馬上跳閘,而在運(yùn)行過程中跳閘,主要檢查
① 升速時(shí)間設(shè)定太短,加長(zhǎng)加速時(shí)間
② 減速時(shí)間設(shè)定太短,加長(zhǎng)減速時(shí)間
③ 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/F比)設(shè)定太大,引起低頻時(shí)空載電流過大
④ 電子熱繼電器整定不當(dāng),動(dòng)作電流設(shè)定得太小,引起變頻器誤動(dòng)作
電壓保護(hù)
1、 過電壓保護(hù)
產(chǎn)生過電壓的原因及處理方法:
① 電源電壓太高
② 降速時(shí)間太短
③ 降速過程中,再生制動(dòng)的放電單元工作不理想,來不及放電,請(qǐng)?jiān)黾油饨又苿?dòng)電阻和制動(dòng)單元
④ 請(qǐng)檢查放電回路有沒有發(fā)生故障,實(shí)際并不放電;對(duì)于小功率的變頻器很有放電電阻損壞
2、 欠電壓保護(hù)
產(chǎn)生欠電壓的原因及處理方法:
① 電源電壓太低
② 電源缺相;
③ 整流橋故障:如果六個(gè)整流二極管中有部分因損壞而短路,整流后的電壓將下降,對(duì)于整流器件和晶閘管的損壞,應(yīng)注意檢查,及時(shí)更換。
逆變器件的介紹:
1.SCR和GTO晶閘管
⑴普通晶閘管SCR 曾稱可控硅,它有三個(gè)極:陽極,陰極和門極。
SCR的工作特點(diǎn)是,當(dāng)在門極與陰極間加一個(gè)不大的正向電壓(G為+,K為—)時(shí),SCR即導(dǎo)通,負(fù)載Rl中就有電流流過。導(dǎo)通后,即使取消門極電壓,SCR仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)陽極電路的電壓為0或負(fù)值時(shí),SCR才關(guān)斷。所以,只需要用一個(gè)脈沖信號(hào),就可以控制其導(dǎo)通了,故它常用于可控整流。
作為一種無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體開關(guān)器件,其允許反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)幾乎是無限的,并且導(dǎo)通的控制也十分方便。這是一般的“通-斷開關(guān)”所望塵莫及的,從而使實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速取得了突破。但由于變頻器的逆變電路是在直流電壓下工作的,而SCR在直流電壓下又不能自行關(guān)斷,因此,要實(shí)現(xiàn)逆變,還必須增加輔助器件和相應(yīng)的電路來幫助它關(guān)斷。所以,盡管當(dāng)時(shí)的變頻調(diào)速裝置在個(gè)別領(lǐng)域(如風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載)已經(jīng)能夠?qū)嵱茫茨苓M(jìn)入大范圍的普及應(yīng)用階段。
⑵門極關(guān)斷(GTO)晶閘管 SCR在一段時(shí)間內(nèi),幾乎是能夠承受高電壓和大電流的唯一半導(dǎo)體器件。因此,針對(duì)SCR的缺點(diǎn),人們很自然地把努力方向引向了如何使晶閘管具有關(guān)斷能力這一點(diǎn)上,并因此而開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管。
GTO晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和SCR類似,它的三個(gè)極也是:陽極(A)、陰極(K)和門極(G)。其圖行符號(hào)也和SCR相似,只是在門極上加一短線,以示區(qū)別。
GTO晶閘管的基本電路和工作特點(diǎn)是:
①在門極G上加正電壓或正脈沖(開關(guān)S和至位置1)GTO晶閘管即導(dǎo)通。其后,即使撤消控制信號(hào)(開關(guān)回到位置0),GTO晶閘管仍保持導(dǎo)通。可見,GTO晶閘管的導(dǎo)通過程和SCR的導(dǎo)通過程完全相同。
②如在G、K間加入反向電壓或較強(qiáng)的反向脈沖(開關(guān)和至位置2),可使GTO晶閘管關(guān)斷。 用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果,但其關(guān)斷控制較易失敗,故仍較復(fù)雜,工作頻率也不夠高。而幾乎是與此同時(shí),大功率管(GTR)迅速發(fā)展了起來,使GTO晶閘管相形見絀。因此,在大量的中小容量變頻器中,GTO晶閘管已基本不用。但其工作電流大,故在大容量變頻器中,仍居主要地位。
逆變器件的介紹:上次我們向大家介紹了普通晶閘管(SCR)和門極關(guān)斷晶閘管(GTO),最重要是讓大家了解變頻器中逆變器件是如何工作的,它們起到什么作用!接下來我們講:大功率晶體管(GTR)-大功率晶體管,也叫雙極結(jié)型晶體管(BJT)。
1、 變頻器用的GTR一般都是(復(fù)合管)模塊,其內(nèi)部有三個(gè)極分別是集電極C、發(fā)射極E和基極B。根據(jù)變頻器的工作特點(diǎn),在晶體管旁還并聯(lián)了一個(gè)反向連接的續(xù)流二極管。又根據(jù)逆變橋的特點(diǎn),常做成雙管模塊,甚至可以做成6管模塊。
2、 工作時(shí)狀態(tài) 和普通晶體管一樣,GTR也是一種放大器件,具有三種基本的工作狀態(tài):
⑴放大狀態(tài) 起基本工作特點(diǎn)是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變 Ic=βIb 式中β------GTR的電流放大倍數(shù)。
GTR處于放大狀態(tài)時(shí),其耗散功率Pc較大。設(shè)Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A) 計(jì)算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵飽和狀態(tài) Ib增大時(shí),Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當(dāng) βIb>Uc/Rc 時(shí),Ic=βIb的關(guān)系便不能再維持了,這時(shí),GTR開始進(jìn)入“飽和"狀態(tài)。而當(dāng) Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定,即 Ics≈Uc/Rc 時(shí),GTR便處于深度飽和狀態(tài)(Ics 為飽和電流)。這時(shí),GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。
GTR處于飽和狀態(tài)時(shí)的功耗是很小的。上例中,設(shè)Uces=2V,則 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W
可見,與放大狀態(tài)相比,相差甚遠(yuǎn)。
⑶截止?fàn)顟B(tài) 即關(guān)斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結(jié)果。
在截止?fàn)顟B(tài),GTR只有很微弱的漏電流流過,因此,其功耗是微不足道的。
GTR在逆變電路中是用來作為開關(guān)器件的,工作過程中,總是在飽和狀態(tài)間進(jìn)行交替。所以,逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR處于放大狀態(tài),其功耗將增大達(dá)百倍以上。所以,逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態(tài)下小作停留的。
3.主要參數(shù)
⑴在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)
①擊穿電壓Uceo和Ucex:能使集電極C和發(fā)射極E之間擊穿的最小電壓。基極B開路是用 Uceo表示,B、E間接入反向偏壓時(shí)用Ucex 表示。在大多數(shù)情況下,這兩個(gè)數(shù)據(jù)是相等的。
②漏電流Iceo 和 Icex:截止?fàn)顟B(tài)下,從C極流向E極的電流。B極開路時(shí)為 Iceo,B、E間反偏時(shí)為 Icex。
⑵在飽和狀態(tài)時(shí)
① 集電極最大電流Icm:GTR飽和導(dǎo)通是的最大允許電流。
② 飽和壓降Uces:當(dāng)GTR飽和導(dǎo)通時(shí),C、E間的電壓降。
⑶在開關(guān)過程中
① 開通時(shí)間Ton:從B極通入正向信號(hào)電流時(shí)起,到集電極電流上升到0.9 Ics 所需要的時(shí)間。
② 關(guān)斷時(shí)間Toff:從基極電流撤消時(shí)起,至Ic下降至0.1 Ics 所需的時(shí)間
開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間將直接影響到SPWM調(diào)制是的載波頻率。通常,使用GTR做逆變管時(shí)的載波頻率底于2KHz。
4.變頻器用GTR的選用
⑴Uceo 通常按電源線電壓U峰值的2倍來選擇。
Uceo≥2廠2U 在電源電壓為380V的變頻器中,應(yīng)有 Uceo≥2廠2U*380V=1074.8V,故選用 Uceo=1200V的GTR是適宜的。
⑵Icm 按額定電流In峰值的2倍來選擇 Icm≥2廠2 In GTR是用電流信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的,所需驅(qū)動(dòng)功率較大,故基極驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜,并使工作頻率難以提高,這是其不足之處。 今天我告訴大家的是MOSFET以及IGBT
其工作特點(diǎn)是,G、S間的控制信號(hào)是電壓信號(hào)Ugs。改變Ugs的大小,主電路的漏極電流Id也跟著改變。由于G、S間的輸入阻抗很大,故控制電流幾乎為0,所需驅(qū)動(dòng)功率很小。和GTR相比,其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,工作頻率也比較高。此外,MOSFET還具有熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大 等優(yōu)點(diǎn)。
2、 絕緣柵雙極晶體管(IGBT) IGBT是MOSFET和GTR相結(jié)合的產(chǎn)物,是柵極為絕緣柵結(jié)構(gòu)(MOS結(jié)構(gòu))的晶體管,它的三個(gè)極分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G。
工作特點(diǎn)是,控制部分與場(chǎng)效應(yīng)晶體管相同,控制信號(hào)為電壓信號(hào)Uge,輸入阻抗很高,柵極電流I≈0,故驅(qū)動(dòng)功率很小。而起主電路部分則與GTR相同,工作電流為集電極電流I。
至今,IGBT的擊穿電壓也已做到1200V,集電極最大飽和電流已超過1500A,由IGBT作為逆變器件的變頻器容量已達(dá)到250KVA以上。
此外,其工作頻率可達(dá)20KHZ。由IGBT作為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10KHZ以上,故電動(dòng)機(jī)的電源波形比較平滑,基本無電磁噪聲。
在變頻器工作時(shí),流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的,不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響
通常,變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺(tái)變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: 發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量(KW)×55 [W]
在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過流能力150% * 60s)
如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時(shí)發(fā)熱量會(huì)更大一些。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測(cè)上方比較好。
這時(shí)可以用估算: 變頻器容量(KW)×60 [W]
因?yàn)楦髯冾l器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對(duì)各品牌的產(chǎn)品.
注意: 如果有制動(dòng)電阻的話,因?yàn)橹苿?dòng)電阻的散熱量很大, 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開, 如裝在柜子上面或旁邊等。
那么, 怎樣才能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢?
當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí),要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。
根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加,要適當(dāng)?shù)卦黾?a target="_blank" >機(jī)柜的尺寸。因此,要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小,就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。
如果在變頻器安裝時(shí),把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面,將會(huì)使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量,所以對(duì)大容量變頻器更加有效。
還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。 注意:變頻器散熱設(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的,橫著放散熱會(huì)變差的!
冷卻風(fēng)扇
一般功率稍微大一點(diǎn)的變頻器, 都帶有冷卻風(fēng)扇。同時(shí),也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的,不能誰替代誰。
其他關(guān)于散熱的問題
在海拔高于1000m的地方,因?yàn)榭諝饷芏冉档停虼藨?yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容,1000m每-5%。但由于實(shí)際上因?yàn)樵O(shè)計(jì)上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實(shí)際使用的要大, 所以也要看具體應(yīng)用。 比方說在1500m的地方,但是周期性負(fù)載,如電梯,就不必要降容。
2。 開關(guān)頻率:變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT, IGBT的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。 因此開關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴(kuò)容, 就是這個(gè)道理。
基礎(chǔ)知識(shí)
編輯
技術(shù)發(fā)展
直流電動(dòng)拖動(dòng)和交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)先后生于19世紀(jì),距今已有100多年的歷史,并已成為動(dòng)力機(jī)械的主要驅(qū)動(dòng)裝置。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)問題,在很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間內(nèi),需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動(dòng)機(jī)。
直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn)是由于結(jié)構(gòu)上的原因:
2、需要定期更換電刷和換向器,維護(hù)保養(yǎng)困難,壽命較短;
3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī)。
而與直流電動(dòng)機(jī)相比,交流電動(dòng)機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、不存在換向火花,可以應(yīng)用于存在易燃易火暴氣體的惡劣環(huán)境;
2、容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動(dòng)機(jī);
3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,工作可靠,易于維護(hù)保養(yǎng)。
就是因?yàn)檫@樣,限制了交流高速系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。經(jīng)過20世紀(jì)70年代中期的第二次石油危機(jī)之后和電子技術(shù)的發(fā)展,交流高速系統(tǒng)的變頻器技術(shù)得到了高速的發(fā)展。
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電,是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路,為直一交一直型的逆變電路,是一種電壓和功率的變換器,將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓,再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離,開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關(guān)變壓器為降壓變壓器。開關(guān)電源的特點(diǎn)如下:
1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的,稱為時(shí)間比例控制,又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。
2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看,可分為正激和反激兩種工作方式。開關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí), 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止,開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲(chǔ)能〈電磁轉(zhuǎn)換)。開關(guān)管截止時(shí),二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能(磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反, 實(shí)際應(yīng)用不多。
3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看,有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號(hào)的來源看,又分為自激(分立零件)和他激式(IC電路)開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。 4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的。
5)小功率變頻器采用單端正激式電路,大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關(guān)電源,常提供以下幾種電壓輸出:CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電;電流、電壓、溫度等故障檢測(cè)電路、控制電路的±15V供電;控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動(dòng)電路的供電,該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動(dòng)電路,為IGBT逆變輸出電路提供激勵(lì)電流。
任何電子設(shè)備,電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng),負(fù)擔(dān)最重。變頻器的開關(guān)電源電路,形式上比較單一,結(jié)構(gòu)上也比較簡(jiǎn)單。但是簡(jiǎn)單電路也可能會(huì)產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀,電路的任一個(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常,都會(huì)使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無反應(yīng),操作顯示面板無顯示,變頻器好像沒通電一樣。測(cè)量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0,測(cè)量變頻器主接線端子電阻正常,那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。
過熱保護(hù)
編輯
⑴風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù) 變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇是箱體內(nèi)部散熱的主要手段,它將保證控制電路的正常工作。所以,如果風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,應(yīng)立即進(jìn)行保護(hù);
⑵逆變模塊散熱板的過熱保護(hù) 逆變模塊是變頻器內(nèi)發(fā)生熱量的主要部件,也是變頻器中最重要而又最脆弱的部件。所以,各變頻器都在散熱板上配置了過熱保護(hù)器件;
⑶制動(dòng)電阻過熱保護(hù) 制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率是按短時(shí)運(yùn)行選定的。所以,一旦通電時(shí)間過長(zhǎng),就會(huì)過熱。這時(shí),應(yīng)暫停使用,待冷卻后再用。或選用較大一點(diǎn)功率電阻;
⑷冷卻風(fēng)道的入口和出口不得堵塞,環(huán)境溫度也可能高于變頻器的允許值。如果還有問題,你可以打電話給我們。
在VVVF的實(shí)施,有兩種基本的調(diào)制方法:
1.脈幅調(diào)制 (PAM) 逆變器所得交流電壓的振幅值等于直流電壓值(Um=Ud)。因此,實(shí)現(xiàn)變頻也是變壓的最容易想到的方法,便是在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí),也調(diào)節(jié)直流電壓;
這種方法的特點(diǎn)是,變頻器在改變輸出頻率的同時(shí),也改變了電壓的振幅值,故稱為脈幅調(diào)制,常用PAM(Pulse Amplitude Modulation)表示。 PAM需要同時(shí)調(diào)節(jié)兩部分:整流部分和逆變部分,兩者之間還必須滿足Ku和Kf間的一定的關(guān)系,故其控制電路比較復(fù)雜。
2.脈寬調(diào)制(PWM) 把每半個(gè)周期內(nèi),輸出電壓的波形分割成若干個(gè)脈沖波,每個(gè)脈沖的寬度為T1,每?jī)蓚€(gè)脈沖間的間隔寬度為T2,那么脈沖的占空比Υ=T1/(T1+T2)。
這時(shí),電壓的平均值和占空比成正比,所以在調(diào)節(jié)頻率時(shí),不改變直流電壓的幅值,而是改變輸出電壓脈沖的占空比,也同樣可以實(shí)現(xiàn)變頻也變壓的效果。當(dāng)電壓周期增大(頻率降低),電壓脈沖的幅值不變,而占空比在減小,故平均電壓降低。
此法的特點(diǎn)是,變頻器在改變輸出頻率的同時(shí),也改變輸出電壓的脈沖占空比(幅值不變)故稱為脈寬調(diào)制,常用PWM(Pulse width modulation)表示。
PWM只須控制逆變電路便可實(shí)現(xiàn),與PAM相比,控制電路簡(jiǎn)化了許多。
不論是PAM,還是PWM,其輸出電壓和電流的波形都是非正玄波,具有許多高次諧波成分。為了使輸出電流的波形接近與正玄波,又提出了正玄波脈寬調(diào)制的方式。下次接著講SPWM 各位朋友大家好,今天我要為大家講的是:正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)
1、QPWM的概念 在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí),使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時(shí),脈沖的寬度也最大,而脈沖間的間隔則最小,反之,當(dāng)正弦值較小時(shí),脈沖的寬度也小,而脈沖間的間隔則較大,這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減小,稱為正弦波脈寬調(diào)制。
SPWM脈沖系列中,各脈沖的寬度以及相互間的間隔寬度是由正弦波(基準(zhǔn)波或調(diào)制波)和等腰三角波(載波)的交點(diǎn)來決定的。具體方法如后所述。
2、單極性SPWM法 (1)調(diào)制波和載波:曲線①是正弦調(diào)制波,其周期決定于需要的調(diào)頻比kf,振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波,其周期決定于載波頻率,振幅不變,等于ku=1時(shí)正弦調(diào)制波的振幅值,每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)。 調(diào)制波和載波的交點(diǎn),決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度,每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。 (2)單極性調(diào)制的工作特點(diǎn):每半個(gè)周期內(nèi),逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中,只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)通時(shí)斷地工作,另一個(gè)完全截止;而在另半個(gè)周期內(nèi),兩個(gè)器件的工況正好相反,流經(jīng)負(fù)載ZL的便是正、負(fù)交替的交變電流。
3、雙極性SPWM法
(1)調(diào)制波和載波:調(diào)制波仍為正弦波,其周期決定于kf,振幅決定于ku,中曲線①,載波為雙極性的等腰三角波,其周期決定于載波頻率,振幅不變,與ku=1時(shí)正弦波的振幅值相等。
調(diào)制波與載波的交點(diǎn)決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列,此脈沖系列也是雙極性的,但是,由相電壓合成為線電壓(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)時(shí),所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。
(2)雙極性調(diào)制的工作特點(diǎn):逆變橋在工作時(shí),同一橋臂的兩個(gè)逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷,毫不停息,而流過負(fù)載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。
4、實(shí)施SPWM的基本要求
(1)必須實(shí)時(shí)地計(jì)算調(diào)制波(正弦波)和載波(三角波)的所有交點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo),根據(jù)計(jì)算結(jié)果,有序地向逆變橋中各逆變器件發(fā)出“通”和“斷”的動(dòng)作指令。
(2)調(diào)節(jié)頻率時(shí),一方面,調(diào)制波與載波的周期要同時(shí)改變(改變的規(guī)律本文不作介紹);另一方面,調(diào)制波的振幅要隨頻率而變,而載波的振幅則不變,所以,每次調(diào)節(jié)后,所膠點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)都 必須重新計(jì)算。 要滿足上述要求,只有在計(jì)算機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步的20世紀(jì)80年代才有可能,同時(shí),又由于大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,迄今,已經(jīng)有能夠產(chǎn)生滿足要求的SPWM波形的專用集成電路了。 西門子420變頻器PID調(diào)試:總結(jié)在變頻器page5-13.14詳細(xì)講解在說明書page10-84.85..86.87.88.89.90.91.92.93.94 重要幾個(gè)參數(shù)為1.P0004改為22. page10-6
p2258 PID設(shè)定值的斜坡下降時(shí)間
P2261 PID設(shè)定值的濾波時(shí)間常數(shù)
P2264 PID反饋信號(hào)
P2265 PID反饋濾波時(shí)間常數(shù)
P2267 PID反饋信號(hào)的上限值
P2268 PID反饋信號(hào)的下限值
P2269 PID反饋信號(hào)的增益
P2270 PID傳感器的反饋型式
P2280 PID比例增益系數(shù)
P2285 PID積分時(shí)間
P2291 PID輸出上限
P2292 PID輸出下限
P2293 PID限幅值的斜坡上升/下降時(shí)間 噪聲與振動(dòng)及其對(duì)策
采用變頻器調(diào)速,將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化,很可能引起與電動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分產(chǎn)生諧振等。 噪聲問題及對(duì)策
(1)用變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量,氣隙的高次諧波磁通增加,故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振,則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振,在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。
變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān),尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量,可將U / f定小些。采用特殊電動(dòng)機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí),要檢查與軸系統(tǒng)(含負(fù)載)固有頻率的諧振。
(2) 振動(dòng)問題及對(duì)策 變頻器工作時(shí),輸出波形中的高次諧波引起的磁場(chǎng)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力,策動(dòng)力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合,造成電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。對(duì)振動(dòng)影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量,在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí),低次的諧波分量小,影響變小。
減弱或消除振動(dòng)的方法,可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí),可改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從電動(dòng)機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng),為防止振動(dòng),必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。 負(fù)載匹配及對(duì)策 生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉(zhuǎn)矩特性不同,因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì),即負(fù)載特性,然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型,應(yīng)選不同類型的變頻器。