變頻器的工作原理
變頻器的主要任務(wù)就是把恒壓恒頻(constant voltage constant frequency,CVCF)的交流電轉換為變壓變頻(variable voltage variable frequency,VVVF)的交流電,以滿(mǎn)足交流電機變頻調速的需要。
變頻器的種類(lèi)很多,通過(guò)了解它們的分類(lèi),有利于我們認識變頻器的性能和區別,這是用好變頻器的前提。變頻器的種類(lèi)可以按照以下幾種方式劃分:按應用分,有變頻器和專(zhuān)用變頻器;按結構分,有交-交變頻器(直接變頻器)和交-直-交(間接變頻器);在交-直-交變頻器中,按直流側電源性質(zhì)分,有電壓源型變頻器和電流源型變頻器;按輸出電壓調節方式分,有脈沖幅值調節方式(pulse amplitude modulation,PAM)和脈寬調制方式(pulse width modulation,PWM)。此外,變頻器還可以按照導通模式、輸出電壓波形、逆變器調制方式等劃分為許多種類(lèi)。我們通常使用的通用型變頻器大多為交-直-交PWM電壓型變頻器,下面將以此類(lèi)變頻器為例進(jìn)行介紹。
交-直-交變頻器是把頻率不變的工頻交流電通過(guò)整流器變成直流電,然后再把直流電變換成頻率、電壓均可控制的交流電,它的主電路由整流器、中間直流環(huán)節(直流母線(xiàn))和逆變器組成,如圖1-1所示。
圖1-1 變頻器的基本構成
變頻器維修知識
在變頻器日常維護過(guò)程中,經(jīng)常遇到各種各樣的問(wèn)題,如外圍線(xiàn)路問(wèn)題,參數設定不良或機械故障。如果是變頻器出現故障,如何去判斷是哪一部分問(wèn)題,在這里略作介紹。
一、靜態(tài)測試:
1、測試整流電路:
找到變頻器內部直流電源的P端和N端,將萬(wàn)用表調到電阻X10檔,紅表棒接到P,黑表棒
2、測試逆變電路:
將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上,應該有幾十歐的阻值,且各相阻值基本相同,反相應該為無(wú)窮大。將黑表棒接到N端,重復以上步驟應得到相同結果,否則可確定逆變模塊故障。
二、動(dòng)態(tài)測試:
在靜態(tài)測試結果正常以后,才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試,即上電試機。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn): 1、上電之前,須確認輸入電壓是否有誤,將380V電源接入220V級變頻器之中會(huì )出現炸(炸電容、壓敏電阻、模塊等)。
2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接,連接是否有松動(dòng),連接異常有時(shí)可能導致變頻器出現故障,嚴重時(shí)會(huì )出現炸機等情況。
3、上電后檢測故障顯示內容,并初步斷定故障及原因。
4、如未顯示故障,首先檢查參數是否有異常,并將參數復歸后,進(jìn)行空載(不接電機)情況下啟動(dòng)變頻器,并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現缺相、三相不平衡等情況,則模塊或驅動(dòng)板等有故障。
5、在輸出電壓正常(無(wú)缺相、三相平衡)的情況下,帶載測試。測試時(shí),最好是滿(mǎn)負載測試。
三、故障判斷:
1、整流模塊損壞:
一般是由于電網(wǎng)電壓或內部短路引起。在排除內部短路情況下,更換整流橋。在現場(chǎng)處理故障時(shí),應重點(diǎn)檢查用戶(hù)電網(wǎng)情況,如電網(wǎng)電壓,有無(wú)電焊機等對電網(wǎng)有污染的設備等。
2、逆變模塊損壞:
一般是由于電機或電纜損壞及驅動(dòng)電路故障引起。在修復驅動(dòng)電路之后,測驅動(dòng)波形良好狀態(tài)下,更換模塊。在現場(chǎng)服務(wù)中更換驅動(dòng)板之后,還必須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無(wú)任何故障下,運行變頻器。
3、上電無(wú)顯示:
一般是由于開(kāi)關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無(wú)直流電引起,如啟動(dòng)電阻損壞,也有可能是面板損壞。
4、上電后顯示過(guò)電壓或欠電壓:
一般由于輸入缺相,電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測電路及檢測點(diǎn),更換損壞的器件。
5、上電后顯示過(guò)電流或接地短路:
一般是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運放等。 6、啟動(dòng)顯示過(guò)電流:
一般是由于驅動(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(guò)載或過(guò)電流:
該種情況一般是由于參數設置不當或驅動(dòng)電路老化,模塊損傷引起。
往往變頻器的故障只有一點(diǎn),而對于維修者最重要的就是找到故障點(diǎn),有針對性地處理問(wèn)題,盡量減少無(wú)用的拆卸,尤其是要盡量減少使用烙鐵的次數。除了經(jīng)驗,掌握正確的檢查方法是非常必要的。正確的方法可以幫助維修者由表及里,由繁到簡(jiǎn),快速的縮小檢測范圍,最終查出故障并適當處理而修復。