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变频器维修原理知识集锦
发布者:深圳市佳鸿威科技有限公司  发布时间:2015-05-01

变频器维修原理知识集锦
变频器使用者众多。因变频器节能环保增产降耗等等优势,在很多企事单位广泛使用,市场上需求量也很大。当然这也带来第三产业的飞速发展,比如变频器维修保养行业。变频器维修行业从业者数量颇大。但是我们发现很多从业者学的更多的是操作技术,他们学会一些别人教给他的操作步骤,一旦碰到特殊情况,就无从着手,这无论对客户还是对从业者自己,都是不太好的,这都因为这些人并没沉下心来吸纳充足的电气知识。我们在此将内部整理的大量电气知识贴出来,供大家学习。   
我们要了解变频器维修原理首先我们要了解变频器工作原理究竟是怎样进行的?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ABB变频器维修中会发现,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,在ABB变频器维修中会发现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。在ABB变频器维修中会发现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   
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:在ABB变频器维修中会发现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,在ABB变频器维修中也会经常碰到。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,在ABB变频器维修中会发现有的采用改进的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,在ABB变频器维修中会发现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,在ABB变频器维修中会发现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,所以在西门子变频器维修中会发现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,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.在西门子变频器维修中会发现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。
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.
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,在西门子变频器维修中会发现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,在西门子变频器维修中会发现算色环电阻的“顺口溜”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。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、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。在三菱变频器维修中会发现现在大量使用的"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)”。
2、变频器维修入门--压敏电阻电路的“安全阀”作用压敏电阻有什么用?压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,流过它的电流激增,相当于阀门打开。利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害
3、变频器维修入门--应用类型在三菱变频器维修中会发现不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同,因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。
4、变频器维修入门--电路功能用压敏电阻压敏电阻主要应用于瞬态过电压保护,但是它的类似于半导体稳压管的伏安特性,还使它具有多种电路元件功能,例如可用作:
(1)直流高压小电流稳压元件,其稳定电压可高达数千伏以上,这是硅稳压管无法达到的。
(2)电压波动检测元件。
(3)直流电瓶移位元件。
(4)均压元件。
(5)荧光启动元件
5、变频器维修入门--保护用压敏电阻的基本性能
(1)保护特性,在三菱变频器维修中会发现当冲击源的冲击强(或冲击电流Isp=Usp/Zs)不超过规定值时,压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压(Urp)。
(2)耐冲击特性,即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流,冲击能量,以及多次冲击相继出现时的平均功率。
(3)寿命特性有两项,一是连续工作电压寿命,即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间(小时数)。二是冲击寿命,即能可靠地承受规定的冲击的次数。
(4)压敏电阻介入系统后,除了起到"安全阀"的保护作用外,还会带入一些附加影响,这就是所谓"二次效应",它不应降低系统的正常工作性能。这时要考虑的因素主要有三项,一是压敏电阻本身的电容量(几十到几万PF),二是在系统电压下的漏电流,三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响。
七、变频器维修入门--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
变频器维修入门--电路分析图在三菱变频器维修中会发现对于变频器修理,仅了解以上还远远不够的,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。
1)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。在三菱变频器维修中会发现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。
1、什么是变频器?
变频器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Pulse Width Modulation(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Pulse Amplitude Modulation (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,其直流回路滤波是电感。
4、为什么变频器的电压与频率成比例的改变?
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。在三菱变频器维修中会发现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地转矩有减小的倾向。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。在东元变频器维修中会发现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?
通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在东元变频器维修中会发现在 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.无速度传感器闭环控制方式是根据建立的数学模型根据磁通推算电机的实际速度,相当于用一个虚拟的速度传感器形成闭环控制。
变频器的工作原理:
1: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。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。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 速度检测电路
2.:电机的旋转速度为什么能够自由地改变?
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:在东元变频器维修中会发现4 极电机60Hz 1,800 [r/min] ,4极电机50Hz 1,500 [r/min],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,在工业领域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),所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值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/pn::同步速度 f::电源频率 p: 电机极数 改变频率和电压是最优的电机控制方法,如果仅改变频率,电机将被烧坏。在东元变频器维修中会发现特别是当频率降低时,该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz 改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V 改变到约100V。例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz 改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。
3:如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。变频器的故障率随温度升 高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10 度,变频器使用寿命减半。因此,我们要重视散热问题!在变频器工作时,流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的,不能忽视其发热所产生的影响。我们在台达变频器维修中发现,变频器安装在控制柜中,我们要了解一台变频器的发热量大概是多少。可以用以下公式估算:发热量的近似值=变频器容量(KW)×55 [W]。在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力150% * 60s),如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变
4:加减速时间 加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。我们在台达变频器维修中发现通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失变频器基本参数的调试速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常 采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操 作几次,便可确定出最佳加减速时间。变频器容量(KW)×60 [W],因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品。注意:如果有制动电阻的话,因为制动电阻的散热量很大,因此最好安装位置最好和变频器隔离开,如装在柜子上面或旁边等。 那么, 在台达变频器维修中我们怎样采能降低控制柜内的发热量呢?当变频器安装在控制机柜中时,要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加,要适当地增加机柜的尺寸。因此,要使控制机柜的尺寸尽量减小,就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时,把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面,将会使变频器有70%的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量,所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。 变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的,横着放散热会变差的! 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。我们在台达变频器维修中发现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
5:矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的?
转矩提升: 此功能增加变频器的输出电压,以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加,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”。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。
6:变频器制动的情况: 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,不能期望增加变频器的容量来解决问题。请选用“制动电阻”、”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
7: 当电机的旋转速度改变时,其输出转矩会怎样?
工频电源:由电网提供的动力电源(商用电源)。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。我们经常听到下面的说法:“电机在工频电源供电时,电机的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“。如果用大的电压和频率起动电机,例如使用工频电网直接供电,就会产生一个大的起动冲击(大的起动电流)。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,所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。应当注意日常维护保养,应注意运行数据记录,故障记录: 每天要记录电机的运行数据,包括变频器输出频率,输出电流,输出电压,变频器内部直流电压,散热器温度等参数,与合理数据对照比较,以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸,必记录故障代码,和跳闸时变频器的运行工况,以便具体分析故障原因。变频器日常检查: 每两周进行一次,检查记录运行中的变频器输出三相电压,并注意比较之间的平衡度;检查记录变频器的三相输出电流,并注意比较他们之间的平衡度;检查记录环境温度,散热器温度;察看变频器有无异常振动,声响,风扇是否运转正常。变频器保养: 每台变频器每季度要清灰保养1次。保养要清除变频器内部和风路内的积灰,将变频器表面擦拭干净;变频器的表面要保持清洁光亮;在保养的同时要仔细检查变频器,察看变频器内有无发热变色部位,水泥电阻有无开裂现象,电解电容有无膨胀漏液防爆孔突出等现象,PCB板有否异常,有没有发热烧黄部位。保养结束后,要恢复变频器的参数和接线,送电,带电机工作在3Hz的低频约1分钟,以确保变频器工作正常。通常,电机产生的转矩要随频率减小(速度降低)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。当变频器调速到大于60Hz频率时,电机的输出转矩将降低。通常的电机是按50Hz(60Hz)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0Hz 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60Hz 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。
8:常用的电气图常用的电气图有电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。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。 电气原理图电气原理图是表达电气控制系统的组成和连接关系,主要用来分析控制系统工作原理的电气图。日常安川变频器维修工作中我们总结到它有以下规定:1)主电路、控制电路和其他辅助的信号、照明电路,保护电路一起构成电气控制系统,各电路应沿水平方向独立绘制。2)电路中所有电器元件均采用国家标准……
9:工作环境控制:环境温度。日常安川变频器维修工作中会发现温度太高且温度变化较大时,变频器内部易出现结露现象,其绝缘性能就会大大降低,甚至可能引发短路事故。必要时,必须在箱中增加干燥剂和加热器。工作温度。变频器内部是大功率的电子元件,极易受到工作温度的影响,产品一般要求为0~55℃,但为了保证工作安全、可靠,使用时应考虑留有余地,最好控制在40℃以下。日常安川变频器维修工作中会发现在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,并严格遵守产品说明书中的安装要求,绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大,不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等,而且还会加速塑料器件的老化,降低绝缘性能,在这种情况下,应把控制箱制成封闭式结构,并进行换气。振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时,会引起电气接触不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外,还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。日常安川变频器维修工作中我们要提醒客户在设备运行一段时间后,应对其进行检查和维护。
电气环境防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频,周围产生了很多的干扰电磁波,这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此,柜内仪表和电子系统,应该选用金属外壳,屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地,除此之外,各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆,且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰,往往会使整个系统无法工作,导致控制单元失灵或损坏。 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护,但是,如果输入端高电压作用时间长,会使变频器输入端损坏。因此,在实际运用中,要核实变频器的输入电压、单相还是三相和
变频器使用额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备,否则会造成严重后果
10:图形符号的分类

  (1)导线和连接器件:各种导线、接线端子和导线的连接、连接器件、电缆附件等。

  (2)无源元件:包括电阻器、电容器、电感器等。、

  (3)半导体管和电子管:包括二极管、晶体管、晶闸管、电子管、辐射探测器等。

  (4)电能的产生和转换器件:包括绕组、发电机、电动机、变压器、变流器等。

  (5)开关、控制和保护装置:包括触点(触头)、开关装置、控制装置、电动机起动器、继电器、熔断器、间隙、避雷器等。

  (6)测量仪表、灯和信号器件:包括指示计算和记录仪表、热电偶、遥测装置、电钟、传感器、灯、喇叭和铃等。

  (7)电信交换和外围设备:包括交换系统、选择器、电话机、电报和数据处理设备、传真机、换能器、记录和播放等。

  (8)电信传输:包括通信电路、天线、无线电台及各种电信传输设备。

  (9)电力、照明和电信布置:包括发电站、变电站、网络、音响和电视的电缆配电系统、开关、插座引出线、电灯引出线、安装符号等。适用于电力、照明、电信系统和平面图。

  (10)二进制逻辑单元:包括组合和时序单元、运算器单元、延时单元、双稳、单稳和非稳单元、位移寄存器、计数器和存储器等。

  (11)模拟单元:包括函数器、坐标转换器、电子开关等。

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