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變頻器工作原理

閱讀:1199        發(fā)布時間:2020-9-4

要想做好變頻器維修,當然了解變頻器基礎知識是相當重要的,也是迫不及待的。下面我們就來分享一下變頻器維修基礎知識。大家看完后,如果有不正確地方,望您指正,如果覺得還行支持一下,給我一些鼓動!變頻器維修入門--電路分析圖 對于變頻器修理,僅了解以上基本電路還遠遠不夠的,還須深刻了解以下主要電路。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成

通用變頻器的整流電路是由三相橋式整流橋組成。它的功能是將工頻電源進行整流,經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)平波后為逆變電路和控制電路提供所需的直流電源。三相交流電源一般需經(jīng)過吸收電容和壓敏電阻網(wǎng)絡引入整流橋的輸入端。網(wǎng)絡的作用,是吸收交流電網(wǎng)的高頻諧波信號和浪涌過電壓,從而避免由此而損壞變頻器。當電源電壓為三相380V時,整流器件的大反向電壓一般為1200—1600V,大整流電流為變頻器額定電流的兩倍。

濾波電路

逆變器的負載屬感性負載的異步電動機,無論異步電動機處于電動或發(fā)電狀態(tài),在直流濾波電路和異步電動機之間,總會有無功功率的交換,這種無功能量要靠直流中間電路的儲能元件來緩沖。同時,三相整流橋輸出的電壓和電流屬直流脈沖電壓和電流。為了減小直流電壓和電流的波動,直流濾波電路起到對整流電路的輸出進行濾波的作用。

通用變頻器直流濾波電路的大容量鋁電解電容,通常是由若干個電容器串聯(lián)和并聯(lián)構成電容器組,以得到所需的耐壓值和容量。另外,因為電解電容器容量有較大的離散性,這將使它們隨的電壓不相等。因此,電容器要各并聯(lián)一個阻值等相的勻壓電阻,消除離散性的影響,因而電容的壽命則會嚴重制約變頻器的壽命。

逆變電路

逆變電路的作用是在控制電路的作用下,將直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。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。

見的逆變電路結構形式是利用六個功率開關器件(GTR、IGBT、GTO等)組成的三相橋式逆變電路,有規(guī)律的控制逆變器中功率開關器件的導通與關斷,可以得到任意頻率的三相交流輸出。

通常的中小容量的變頻器主回路器件一般采用集成模塊或智能模塊。智能模塊的內(nèi)部高度集成了整流模塊、逆變模塊、各種傳感器、保護電路及驅(qū)動電路。如三菱公司生產(chǎn)的IPMPM50RSA120,富士公司生產(chǎn)的7MBP50RA060,西門子公司生產(chǎn)的BSM50GD120等,內(nèi)部集成了整流模塊、功率因數(shù)校正電路、IGBT逆變模塊及各種檢測保護功能。模塊的典型開關頻率為20KHz,保護功能為欠電壓、過電壓和過熱故障時輸出故障信號燈。

逆變電路中都設置有續(xù)流電路。續(xù)流電路的功能是當頻率下降時,異步電動機的同步轉(zhuǎn)速也隨之下降。為異步電動機的再生電能反饋至直流電路提供通道。在逆變過程中,寄生電感釋放能量提供通道。另外,當位于同一橋臂上的兩個開關,同時處于開通狀態(tài)時將會出現(xiàn)短路現(xiàn)象,并燒毀換流器件。所以在實際的通用變頻器中還設有緩沖電路等各種相應的輔助電路,以保證電路的正常工作和在發(fā)生意外情況時,對換流器件進行保護 .

驅(qū)動電路

驅(qū)動電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個PWM信號,經(jīng)光電隔離和放大后,作為逆變電路的換流器件(逆變模塊)提供驅(qū)動信號。

對驅(qū)動電路的各種要求,因換流器件的不同而異。同時,一些開發(fā)商開發(fā)了許多適宜各種換流器件的驅(qū)動模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用驅(qū)動模塊。但是,大部分的變頻器采用驅(qū)動電路。從修理的角度考慮,這里介紹較典型的驅(qū)動電路。圖二是較常見的驅(qū)動電路

驅(qū)動電路由隔離放大電路、驅(qū)動放大電路和驅(qū)動電路電源組成。三個上橋臂驅(qū)動電路是三個獨立驅(qū)動電源電路,三個下橋臂驅(qū)動電路是一個公共的驅(qū)動電源電路。

保護電路

當變頻器出現(xiàn)異常時,為了使變頻器因異常造成的損失減少到小,甚至減少到零。每個品牌的變頻器都很重視保護功能,都設法增加保護功能,提高保護功能的有效性。

在變頻器保護功能的領域,廠商可謂使盡解數(shù),作好文章。這樣,也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性。有常規(guī)的檢測保護電路,軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅(qū)動電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等,內(nèi)部都具有保護功能。

電路是較典型的過流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端,開關調(diào)整管串接脈沖變壓器另一個初級端后,再接到直流高壓N端。開關管周期性地導通、截止,使初級直流電壓換成矩形波。由脈沖變壓器耦合到次級,再經(jīng)整流濾波后,獲得相應的直流輸出電壓。它又對輸出電壓取樣比較,去控制脈沖調(diào)寬電路,以改變脈沖寬度的方式,使輸出電壓穩(wěn)定。

變頻器外部控制電路主要是指頻率設定電壓輸入,頻率設定電流輸入、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動及停止運行控制,多檔轉(zhuǎn)速控制。頻率設定電壓(電流)輸入信號通過變頻器內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路進入CPU。其他一些控制通過變頻器內(nèi)輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中。

 

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