【正文】 溫度 檢測 電流 檢測 單 片 機(jī) 顯示 設(shè)定 接口 PWM 發(fā)生器 驅(qū)動 電路 ~ UR UI R0 R1 R2 Rb VTb K 0 1 Rb 2 電路分析 主電路 :由二極管整流器 UR、 PWM逆變器 UI和中間直流電路三 部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容 C濾波，同時(shí)兼有 無功功率交換的作用。 ★ 如果變頻調(diào)速系統(tǒng)長期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)而不需要頻繁起動和制動；或者負(fù)載特性比較固定，基本上不需要因電機(jī)特性差異而進(jìn)行調(diào)整的一類負(fù)載（風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能調(diào)速），可以采用電壓閉環(huán)、轉(zhuǎn)速開環(huán)的控制系統(tǒng)。 1 M脈 沖放 大 器相 位控 制 器電 壓調(diào) 節(jié) 器脈 沖放 大 器脈 沖分 配 器電 壓 － 頻 率變 換 器絕 對 值變 換 器輸 入限 制 器速 度給 定正 反 轉(zhuǎn)控 制 器逆變器控制部分整流器控制部分基準(zhǔn)部分中 間 直 流 電 壓 可 調(diào) 的 電 壓 型 六 拍 逆 變 器 － 異 步 電 機(jī) 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 電 壓 / 頻 率 比控 制 系 統(tǒng) 框 圖可 控 整 流 器六 拍 逆 變 器異 步 電 機(jī)~電 源電 流比 較 器電 流調(diào) 節(jié) 器電 壓 比 較 器電 流檢 測 器電 壓檢 測 器基準(zhǔn)部分 整流器控制部分 逆變器控制部分 轉(zhuǎn)速開環(huán)型控制系統(tǒng) ★ 電壓 /頻率比控制，無法控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率，對于多臺電動機(jī)由同一臺逆變器供電的情況，各臺異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率一般是不同的，即使同一臺異步電機(jī)，轉(zhuǎn)差頻率的大小也是隨負(fù)載的大小而變化的。 轉(zhuǎn)速開環(huán)型控制系統(tǒng) ?電壓 /頻率比控制是控制定子電壓和定子頻率，使定子電壓以一定的函數(shù)關(guān)系跟蹤定子頻率的變化，從而在調(diào)頻調(diào)速過程中近似地保持電機(jī)氣隙磁通不變的一種控制方法。 ? 好在不少機(jī)械負(fù)載，例如風(fēng)機(jī)和水泵，并不需要很高的動態(tài)性能，只要在一定范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速就行，因此可以只用電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型來設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)。 變頻調(diào)速控制系統(tǒng) 象限脈沖整流器電力機(jī)車整流部分為四圖交－直－交變頻器原理P W M引 言 直流電機(jī)的主磁通和電樞電流分布的空間位置是確定的，而且可以獨(dú)立進(jìn)行控制，交流異步電機(jī)的磁通則由定子與轉(zhuǎn)子電流合成產(chǎn)生，它的空間位置相對于定子和轉(zhuǎn)子都是運(yùn)動的，除此以外，在籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子電流還是不可測和不可控的。 變頻器工作原理 VVVF :改變電壓、改變頻率（ Variable Voltage and Variable Frequency）的縮寫 。針對這種情況，橫河公司推出 WT系列最新型號 WT3000產(chǎn)品，在不改變測量模式的情況下，改進(jìn)了設(shè)計(jì)，使其可以同時(shí)測量常規(guī)項(xiàng)目，如整流有效值以及諧波有效值等，用戶可以自己對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。測量儀表廠家根據(jù)變頻器的發(fā)展和需求不斷推出新產(chǎn)品，滿足了測試的需求。 WT1600還可以測量電機(jī)的機(jī)械輸出，可測量電機(jī)的速度和扭矩傳感器的輸出，然后計(jì)算扭矩、旋轉(zhuǎn)速度、機(jī)械功率、同步速度、滑差等，實(shí)現(xiàn)在一臺儀器上測量電機(jī)效率與總效率。 橫河 WT1600等 WT系列諧波分析儀，可以同時(shí)測量有效值、整流平均值等數(shù)值，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行方便的選擇。對 PWM類型的變頻器來說， PWM電壓的整流平均值正比于其輸出電壓基波有效值。 電壓總的畸變率 Uthd： 式中： U（ 1）：基波電壓； U（ k）： k次諧波電壓； max：最大諧波次數(shù) 電流的總畸變率 Ithd： 式中： 1）：基波電流； I（ k）： k次諧波電流； max：最大諧波次數(shù) 2） 輸出側(cè)的測量 變頻器的輸出波形見圖 4，是頻率可變的信號，含有較多的高次諧波。 這樣，不需要測量電壓電流夾角，就可以計(jì)算出有功功率?？偤陀蓸颖緮?shù) N平均，得出一個(gè)功率值，如圖 3。 但是，變頻器的輸入電流包括高次諧波，很難測量出相位角。典型的輸入波形如圖 2。一臺 WT1600不僅可以測量變頻器的輸入、輸出參數(shù)，還可以測量電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速、滑差、機(jī)械輸出功率，以及電機(jī)效率變頻器效率等。 測試電路里的諧波分析儀是橫河公司的 WT1600數(shù)字功率計(jì)。 變頻器測試 對變頻器進(jìn)行測試的電路如圖 1所示，這是一個(gè)完整的變頻器測試方案，包括三相電源輸入、三相輸出、驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械輸出（轉(zhuǎn)速、扭矩）等。這類產(chǎn)品不僅可以測量基本的電參數(shù)，并且針對變頻器做了一些特殊設(shè)計(jì)：如測量模塊比較多，可以同時(shí)測量輸入、輸出參數(shù)，進(jìn)行諧波分析，測量真功率因數(shù)；帶寬比較寬，可以從 DC到 1MHz，精度一般可以達(dá)到 ；顯示方便，可以顯示數(shù)值、波形、諧波柱狀圖等；可以測量變頻器驅(qū)動的電機(jī)的機(jī)械輸出，如電機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩等，這樣可以更方便的測量變頻器的驅(qū)動能力及驅(qū)動效果。其他類型的變頻器與此類似，輸入、輸出都不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，有較多的高次諧波含量，因此，在測量儀器的選擇上與傳統(tǒng)的測量有所不同。 5) 諧波分析儀： 目前最常用的變頻器主電路一般為交 直 交組成。 4) 電動式儀表 ： 電流指示值具有均勻的刻度，其指針偏轉(zhuǎn)角度等于兩個(gè)線圈間的力，它的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 (Im IF dT／ dq）電流 IF是與負(fù)載串聯(lián)的固定線圈內(nèi)的電流 Im正比于動圈中的電壓。典型的儀表精度是。 2) 整流式儀表：交流電流經(jīng)整流然后作用于動圈式直流表，按交流電流的有效值確定刻度，其有效值是由整流平均值乘以波形系數(shù)求出的。讀數(shù)誤差由動鐵的磁飽和以及諧波對線圈內(nèi)電感的影響引起。 變頻器的測量與儀器 測量儀器儀表簡介 目前常見的測量儀表很多，這里介紹幾種常見的儀表。 2） 輸出值：最大額定輸出電壓、額定連續(xù)電流、額定功率、頻率范圍、過載能力（過載能力適用于額定的轉(zhuǎn)速范圍）、輸出各次諧波、輸出總失真度。 變頻器的試驗(yàn)類型包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、抽樣試驗(yàn)、選擇試驗(yàn)、車間試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、現(xiàn)場調(diào)試試驗(yàn)、目擊試驗(yàn)等。 變頻器的試驗(yàn)要求 : 目前，已制訂了 6項(xiàng)電氣傳動調(diào)速系統(tǒng)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GB/、 JB/T10251202 GB/、GB/、 GB/、 GB/。除了經(jīng)驗(yàn)，掌握正確的檢查方法是非常必要的。電源板及驅(qū)動板等控制板以外的電路板是可以修理的。 類比法 ,不僅可以用在檢查機(jī)器內(nèi)部回路 ,也可以用于現(xiàn)場問題的判別 . 備板置換檢查法： 利用備用的電路板或同型號的電路板確認(rèn)故障，縮小檢查范圍是非常行之有效的方法。其中一臺 F0011或 A0511停機(jī)。原來插槽的管腳虛焊，變頻器用一段時(shí)間后氧化的作用使之徹底不導(dǎo)通了，重新焊好而修復(fù)。從開關(guān)電源入手，各組電源都正常，看來問題出在連接導(dǎo)線上。 變頻器高級維修知識及維修方法 : 〖 例 2〗 有一臺變頻器，現(xiàn)象是面板顯示正常，數(shù)字設(shè)定頻率及運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但是端子控制失靈。更換后 ,觸發(fā)腳阻值各組一致，上電確認(rèn) PWM波形正確。接下去檢查輸出各相對直流正負(fù)極的二極管特性時(shí)發(fā)現(xiàn) U對正極正反都不通，懷疑 U相 IGBT有問題，拆下來檢查果然是 IGBT壞了。以上可以看出輸入部分沒問題。首先用萬用表測量輸入端 R、 S、 T，除 R、 T之間有一定的阻值以外其他端子相互之間電阻無窮大，輸入端子 R,S,T分別對整流橋的正極或負(fù)極之間是二極管特性。這可以幫助維修者快速縮小檢查范圍。 由以上的事例當(dāng)中不難看出，變頻器的報(bào)警提示對處理問題有多么重要，提示你正確的處理問題的方向。電壓值是由直流母線取樣后 (530V左右的直流 )通過分壓后再由光耦進(jìn)行隔離，當(dāng)電壓超過一定閥值時(shí)，光耦動作，給處理器一個(gè)高電平。原來是電機(jī)電纜的中部有個(gè)接頭，用木版蓋在地坑的分線槽中，絕緣膠布老化，工廠打掃衛(wèi)生進(jìn)水，造成輸出短路。我先拆掉 U、 V、W到電機(jī)的導(dǎo)線，用萬用表測量 U、 V、 W之間電阻無窮大，空載運(yùn)行，變頻器沒有報(bào)警，輸出電壓正常。懷疑是接觸器造成的干擾，在控制腳加上阻容濾波后果然故障不再發(fā)生了。 〖 例 2〗 有一臺三墾 IF 11Kw的變頻器用了 3年多后，偶爾上電時(shí)顯示“ AL5”(alarm 5 的縮寫 )，說明書中說 CPU被干擾。故障范圍縮小到充電電阻，斷電后用萬用表檢測發(fā)現(xiàn)是充電電阻斷了。所以從電源入手檢查，輸入電源電壓正確，濾波電容電壓為 0伏。因?yàn)樵撔吞栕冾l器的控制回路電源不是從直流母線取的，而是從交流輸入端通過變壓器單獨(dú)整流出的控制電源。通常情況下，變頻器會針對電壓、電流、溫度、通訊等故障給出相應(yīng)的報(bào)錯(cuò)信息，而且大部分采用微處理器或 DSP處理器的變頻器會有專門的參數(shù)保存 3次以上的報(bào)警記錄。我們以安川616G5A45P5為例，我們檢測一下內(nèi)部線路，可能不一定有短路現(xiàn)象，此時(shí)我們可以檢測一下功率模塊有可能出現(xiàn)了故障，在驅(qū)動電路正常的情況下，更換功率模塊，應(yīng)該能修復(fù)機(jī)器。 。 ，主要引起原因變頻器內(nèi)部散熱不好。更換快熔就因該能解決問題。 (特別是大功率變頻器 )以 LG030IH4變頻器為例。 。 。例如減速時(shí)間過短，以及由于再生負(fù)載而導(dǎo)致的過壓等，然后我們可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問題，最后我們可以看一下電壓檢測電路是否出現(xiàn)了故障，一般的電壓檢測電路的電壓采樣點(diǎn)，都是中間直流回路的電壓。電流來自于哪里呢？這時(shí)就要測試一下它的三個(gè)霍爾傳感器，為確定那一相傳感器損壞我們可以每拆一相傳感器的時(shí)候開一次機(jī)看是否會有電流顯示，經(jīng)過這樣試驗(yàn)后基本能排除 OC故障。然后我們就必須判斷是否電流檢測電路出問題了。我們首先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障。 交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)重要發(fā)展方向 ,隨著電力電子技術(shù) ,微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用 ,變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過去的滑差調(diào)速 ,變極調(diào)速 ,直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng) ,越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域 .但由于受到使用環(huán)境 ,使用年限以及人為操作上的一些因數(shù) ,變頻器的使用壽命大為降低 ,同時(shí)在使用中也出現(xiàn)了各種各樣的故障 . 下面我們就變頻器的一些常見故障及對策和大家做一個(gè)探討 : 首先我們可以對變頻器做一個(gè)靜態(tài)的測試 ,一般通用型變頻器大致包括以下幾個(gè)部分 :1整流電路 ,2直流中間電路 ,3逆變電路 ,4控制電路 .靜態(tài)測試主要是對整流電路 ,直流中間電路和逆變電路部分的大功率晶體管 (功率模塊 )的一個(gè)測試 ,工具主要是萬用表 .整流電路主要是對整流兩極管的一個(gè)正反相的測試來判斷它的好壞，當(dāng)然我們還可以用耐壓表來測試 .直流中間回路主要是對濾波電容的容量及耐壓的測量 ,我們也可以觀察電容上的安全閥是否爆開 ,有否漏液現(xiàn)象等來判斷它的好壞 .功率模塊的好壞判斷主要是對功率模塊內(nèi)的續(xù)流兩極管的判斷 .對于 IGBT模塊我們還需判斷在有觸發(fā)電壓的情況下能否導(dǎo)通和關(guān)斷。 通訊故障監(jiān)測： TIMEOUT、 OVERRUN等。 硬件故障檢測：電流板故障、觸發(fā)板故障、 IGBT故障、脈沖發(fā)生器故障等。 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)動電路老化，模塊損壞引起。如霍爾元件、運(yùn)放電路等。解決方法是找出其電壓檢測電路及檢測點(diǎn)，更換損壞的器件。 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，如啟動電阻損壞，操作面板損壞同樣會產(chǎn)生這種狀況。在現(xiàn)場服務(wù)中更換驅(qū)動板之后，須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。 逆變模塊損壞 通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動電路故障引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。 在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，負(fù)載測試，盡量是滿負(fù)載測試。 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)）情況下啟動變頻器，并測試 U、 V、 W三相輸出電壓值。 檢查變頻器各接播口是否已正確連接，連接是否有松動，連接異常有時(shí)可能會導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會出炸機(jī)等情況。 二）動態(tài)測試 在表態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動態(tài)測試，即上電試機(jī)。 測試逆變電路 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