变频器检测电路原理与维修
- 格式:docx
- 大小:161.76 KB
- 文档页数:6
变频器驱动电路的故障分析与维修交流变频调速技术是现代电力传动技术重要发展方向,随着电力电子技术,微电子技术和现代控制理论在交流调速系统中的应用,变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速,变极调速,直流调速等调速系统,越来越广泛的应用于工业生产和日常生活的许多领域.随着变频调速器的广泛应用,许多工程技术人员对它也有了相当的了解,一般通用型变频器大致包括以下几个部分:1整流电路,2直流中间电路,3逆变电路,4控制电路.而产生可调电压和可调频率的逆变电路,又应该是变频器各组成部分的核心技术.逆变电路主要包括:逆变模块和驱动电路.由于受到加工工艺,封装技术,大功率晶体管元器件等因数的影响,目前逆变模块主要由日本(东芝,三菱,三社,富士,三肯.)及欧美(西门子,西门康,欧派克,摩托罗拉,IR)等少数厂家能够生产.现在的国产变频器用的IGBT模块一般都是进口的,主要以西门子,西门康驱动电路作为逆变电路的一部分,对变频器的三相输出有着巨大的影响. 驱动电路的设计一般有这样几种方式:1.分立插脚式元件组成的驱动电路.2.光耦驱动电路.3厚膜驱动电路.4专用集成块驱动电路等几种.分立插脚式元件组成的驱动电路在80年代的日本和台湾变频器上被广泛使用,主要包括日本(富士:G2,G5.三肯:SVS,SVF,MF., 春日,三菱Z系列K系列等)台湾(欧林,普传,台安.)等一系列变频器。
随着大规模集成电路的发展及贴片工艺的出现,这类设计电路复杂,集成化程度低的驱动电路已逐渐被淘汰.光耦驱动电路是现代变频器设计时被广泛采用的一种驱动电路,由于线路简单,可靠性高,开关性能好,被欧美及日本的多家变频器厂商采用.由于驱动光耦的型号很多,所以选用的余地也很大.驱动光耦选用较多的主要由东芝的TLP系列,夏普的PC系列,惠普的HCPL系列等.以东芝TLP系列光耦为例.驱动IGBT模块主要采用的是TLP250,TLP251两个型号的驱动光耦.对于小电流(15A)左右的模块一般采用TLP251.外围再辅以驱动电源和限流电阻等就构成了最简单的驱动电路.而对于中等电流(50A)左右的模块一般采用TLP250型号的光耦.而对于更大电流的模块, 在设计驱动电路时一般采取在光耦驱动后面再增加一级放大电路,达到安全驱动IGBT模块的目的.厚膜驱动电路是在阻容元件和半导体技术的基础上发展起来的一种混合集成电路.它是利用厚膜技术在陶瓷基片上制作模式元件和连接导线,将驱动电路的各元件集成在一块陶瓷基片上,使之成为一个整体部件.使用驱动厚膜对于设计布线带来了很大的方便,提高了整机的可靠性和批量生产的一致性,同时也加强了技术的保密性.现在的驱动厚膜往往也集成了很多保护电路,检测电路.应该说驱动厚膜的技术含量也越来越高.另外现在还出现了专用的集成块驱动电路,主要由IR的IR2111,IR2112,IR2113等,其它还有FUJI的EXB系列驱动厚膜,三菱的M57956,M57959等驱动厚膜.此外,现在的一些欧美变频器在设计上采用了高频隔离变压器加入了驱动电路中(如丹佛斯VLT系列变频器).应该说通过一些高频的变压器对驱动电路的电源及信号的隔离,增强了驱动电路的可靠性,同时也有效地防止了强电部分的电路出现故障时对弱电电路的损坏.在实际的维修中我们也感觉到这种驱动电路故障率很低,大功率模块也极少出现问题.在我们平时的日常生产使用中,大功率模块损坏是一种常见的故障现象,损坏的原因可能是多种多样的:马达短路,对地绝缘不好,电机堵转,外部电源电压过高都有可能造成变频器大功率模块的损坏,我们在实际维修中更换大功率模块时一定要确定驱动电路的正常工作.否则更换后很容易引起大功率模块的再次损坏.另外我们也要了解GTR 模块和IGBT模块驱动电路的区别,两种功率模块前者为电流驱动,后者则是电压驱动.随着电子元器件,大规模集成电路的发展,驱动电路也在不断向着高集成化方向发展,而且功能在不断扩大,性能也在不断提高.同时也对我们这些从事变频维修行业的人提出了更高的要求,以上只是R即为耗能电阻。
变频器接地检测电路工作原理
咱先从一件小事说起哈。
有一次我去工厂参观,就看到那些工程师们在摆弄变频器。
我当时就好奇呀,这玩意儿到底是干啥的呢?后来一打听,才知道这变频器可重要了。
那这个接地检测电路呢,就像是变频器的小卫士。
咱打个比方哈,变频器就像是一个大明星,那接地检测电路就是它的保镖。
这保镖得时刻盯着,不能让大明星出啥问题。
这接地检测电路是怎么工作的呢?其实啊,它就像是一个侦探。
它会不停地检测变频器的接地情况。
如果发现接地有问题,它就会马上发出警报。
就好像侦探发现了坏人一样,赶紧通知大家。
比如说吧,有一次工厂里的一台机器突然出了故障。
工程师们一检查,发现是接地有问题。
这时候,接地检测电路就发挥作用了。
它马上发出了警报,告诉工程师们赶紧处理。
工程师们就赶紧行动起来,把接地问题解决了。
要是没有这个接地检测电路,那可就麻烦了。
说不定还会引起更大的事故呢。
这接地检测电路的工作原理其实也不难理解。
它就是通过检测电流的流向来判断接地是否正常。
如果电流流向不对,那就说明接地有问题。
就像我们走路一样,如果走的方向不对,那就会迷路。
总的来说呢,变频器接地检测电路就像是一个默默守护着变频器的小卫士。
它虽然不起眼,但是却非常重要。
有了它,我们才能放心地使用变频器。
好了,今天就聊到这里吧。
希望大家对变频器接地检测电路的工作原理有了更清楚的认识。
下次有机会,咱再聊点别的好玩的。
嘿嘿!。
变频器的电压检测电路(新)——正弦变频器电压检测实际电路分析一、电路构成和原理简析电压检测电路,是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分,旨在保障使IGBT 逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内,若工作电源危及IGBT (包含电源本身的储通电容)器件的安全时,实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。
此外,少数机型还有对输出电压的检测,在一定程度上,起到对IGBT 导通管压降检测的同样作用,取代驱动电路中IGBT 的管压降检测电路。
1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现图1 电路检测电路的构成(信号流程)框图1、电压检测电路的电压采样形式(前级电路) 1)直接对DC530V 电压采样78L05C8P N图2 DC530V 电压检测电路之一直接对P 、N 端DC530V 整流后电源电压进行进行采样,形成电压检测信号。
如阿尔法ALPHA2000型变频器的电压检测电路,如图2所示。
电路中U14线性光耦合器的输入侧供电,由开关变压器的独立绕组提供的交流电压,经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V 电源所提供,电源地端与主电路N 端同电位。
输出侧供电,则由主板+5V 所提供。
直流回路P 、N 端的DC530V 电压,直接经电阻分压,取得约120mV 的分压信号,输入U14(线性光耦合器,其工作原理前文已述)进行光、电隔离与线性放大后,在输出端得到放大了的检测电压信号,再由LF353减法放大器进一步放大,形成VPN 直流电压检测信号,经CNN1端子,送入MCU 主板上的电压检测后级电路。
2)由开关变压器次级绕组取得采样电路信号+5V-42V图3 DC530V 电压检测电路之二N+5VN1输入电压波形示意图V T截止VT饱合导通0V530V5V0V-42VN3输出电压波形示意图压采样等效电路T1图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图主电路的DC550V 直流电压检测信号,并不是从主电路的P 、N 端直接取得,而是“间接”从开关电源的二次绕组取出,这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情,也成为该部分电路检修的一个障碍。
变频器制动电路⼯作原理和维修技巧⼀、为什么要采⽤制动电路?因惯性或某种原因,导致负载电机的转速⼤于变频器的输出转速时,此时电机由"电动"状态进⼊"动电"状态,使电动机暂时变成了发电机。
⼀些特殊机械,如矿⽤提升机、卷扬机、⾼速电梯等,风机等,当电动机减速、制动或者下放负载重物时,因机械系统的位能和势能作⽤,会使电动机的实际转速有可能超过变频器的给定转速,电机转⼦绕组中的感⽣电流的相位超前于感⽣电压,并由互感作⽤,使定⼦绕组中出现感⽣电流——容性电流,⽽变频器逆变回路IGBT两端并联的⼆极管和直流回路的储能电容器,恰恰提供了这⼀容性电流的通路。
电动机因有了容性励磁电流,进⽽产⽣励磁磁动势,电动机⾃励发电,向供电电源回馈能量。
这是⼀个电动机将机械势能转变为电能回馈回电⽹的过程。
此再⽣能量由变频器的逆变电路所并联的⼆极管整流,馈⼊变频器的直流回路,使直流回路的电压由530V左右上升到六、七百伏,甚⾄更⾼。
尤其在⼤惯性负载需减速停车的过程中,更是频繁发⽣。
这种急剧上升的电压,有可能对变频器主电路的储能电容和逆变模块,造成较⼤的电压和电流冲击甚⾄损坏。
因⽽制动单元与制动电阻(⼜称刹车单元和刹车电阻)常成为变频器的必备件或⾸选辅助件。
在⼩功率变频器中,制动单元往往集成于功率模块内,制动电阻也安装于机体内。
但较⼤功率的变频器,直接从直流回路引出P、N端⼦,由⽤户则根据负载运⾏情况选配制动单元和制动电阻。
⼀例维修实例:⼀台东元7300PA 75kW变频器,因IGBT模块炸裂送修。
检查U、V相模块俱已损坏,驱动电路受强电冲击也有损坏元件。
将模块和驱动电路修复后,带7.5kW电机试机,运⾏正常。
即交付⽤户安装使⽤了。
运⾏约⼀个⽉时间,⽤户⼜因模块炸裂。
检查⼜为两相模块损坏。
这下不敢⼤意了,询问⽤户⼜说不⼤清楚。
到⽤户⽣产现场,算是弄明⽩了损坏的原因。
原来变频器的负载为负机,因⼯艺要求,运⾏三分钟,⼜需在30秒内停机。
变频器的原理和维修内容变频器的原理和维修内容一、变频器的原理变频器是一种能够将电源交流电转换为变频交流电的装置,常见的应用是将工业交流电转换为适合驱动电机的交流电。
下面是变频器的工作原理:1. 电源输入:变频器的电源输入一般是工业交流电,通常为三相交流电源,如380V±15%,50Hz±2%。
2. 整流滤波:交流电经过整流及滤波电路,将交流电转换为直流电,同时去除电源中的杂波和干扰。
3. 逆变器:经过整流滤波后的直流电通过逆变器,由内部的高频开关元件将直流电转换为高频交流电。
4. PWM调制:逆变器输出的高频交流电经过PWM调制电路,将高频交流电转换为可调频的交流电,使得输出频率可调。
5. 输出滤波:变频器输出的可调频交流电通过输出滤波电路,去除高频噪声和杂波,得到稳定的可调频交流电。
6. 控制电路:变频器有不同的控制方式,比如开环控制和闭环控制,通过控制电路对输出交流电进行精确调节,实现驱动电机的转速及运行状态控制。
二、变频器的维修内容变频器在使用过程中可能会出现各种故障,需要进行相应的维修。
以下是常见的变频器维修内容:1. 电源故障:变频器电源问题包括输入电压异常、电源模块故障等。
维修时需要检查输入电压是否正常,检查电源模块是否损坏,电容是否漏液等。
2. 整流滤波故障:整流滤波电路故障可能导致电压输出波形不正常,表现为电机运行不稳定、噪声大等。
维修时需要检查整流滤波电路中的二极管、电容等元件是否损坏。
3. 逆变器故障:逆变器故障可能导致输出波形失真、频率不稳定等问题。
维修时需要检查逆变器中的IGBT(绝缘栅双极晶体管)、电容等是否出现故障。
4. 控制电路故障:控制电路的问题可能导致变频器无法正常工作,比如控制信号失效、程序错误等。
维修时需要检查控制电路中的元件、接线等是否正常。
5. 过载保护故障:变频器通过电流保护功能可以保护电机不被过载,但过载保护故障可能导致驱动电机无法正常工作。
变频器的电压检测电路(新)——正弦变频器电压检测实际电路分析一、电路构成和原理简析电压检测电路,是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分,旨在保障使IGBT逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内,若工作电源危及IGBT(包含电源本身的储通电容)器件的安全时,实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。
此外,少数机型还有对输出电压的检测,在一定程度上,起到对IGBT导通管压降检测的同样作用,取代驱动电路中IGBT的管压降检测电路。
1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现图1 电路检测电路的构成(信号流程)框图1、电压检测电路的电压采样形式(前级电路)1)直接对DC530V电压采样78L05C8 PN图2 DC530V电压检测电路之一直接对P、N端DC530V整流后电源电压进行进行采样,形成电压检测信号。
如阿尔法ALPHA2000型18.5kW变频器的电压检测电路,如图2所示。
电路中U14线性光耦合器的输入侧供电,由开关变压器的独立绕组提供的交流电压,经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V电源所提供,电源地端与主电路N端同电位。
输出侧供电,则由主板+5V所提供。
直流回路P、N端的DC530V电压,直接经电阻分压,取得约120mV的分压信号,输入U14(线性光耦合器,其工作原理前文已述)进行光、电隔离与线性放大后,在输出端得到放大了的检测电压信号,再由LF353减法放大器进一步放大,形成VPN直流电压检测信号,经CNN1端子,送入MCU主板上的电压检测后级电路。
2)由开关变压器次级绕组取得采样电路信号+5V-42V图3 DC530V电压检测电路之二+5VN1输入电压波形示意图V T截止VT饱合导通0V530V5V0V-42VN3输出电压波形示意图压采样等效电路T1图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图主电路的DC550V 直流电压检测信号,并不是从主电路的P 、N 端直接取得,而是“间接”从开关电源的二次绕组取出,这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情,也成为该部分电路检修的一个障碍。
变频器工作原理及维修知识变频器是一种电力电子设备,用于控制电动机的转速和输出功率。
它通过调整电源输入电压和频率来实现对电动机的控制。
变频器由电源、整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
变频器的工作原理如下:1.电源:提供电能,一般为交流电源,常见的为三相交流电。
2.整流器:将交流电转换为直流电,采用整流电路实现。
3.滤波器:对直流电进行滤波处理,消除波动和杂散。
4.逆变器:将直流电转换为交流电,通过逆变电路实现,控制交流电的频率和幅值。
5.控制电路:对逆变器进行控制,通过控制信号调整逆变器的输出频率和电压,从而控制电动机的转速和输出功率。
维修变频器时,需要注意以下几点:1.外部维修:检查变频器外部接线是否正确,是否松动或断开,检查变频器的接地是否良好,是否有电源故障等。
2.故障现象:根据用户提供的故障描述,分析故障原因可能性,对故障进行分类和归类,找到故障所在。
3.检查电源:检查电源电压是否正常,电源线路是否受损,检查电源模块是否正常,有无明显的烧毁痕迹。
4.检查驱动电路:检查驱动电路是否正常工作,有无明显的烧毁痕迹,检查电容、电阻、二极管等元器件的工作状态。
5.探测电路:检查探测电路是否正常工作,检查传感器的连接是否松动或断开,检查传感器的工作状态。
6.逆变器:检查逆变器是否正常工作,检查IGBT、电阻、电容等元器件的工作状态,是否有明显的烧毁痕迹。
7.控制电路:检查控制电路是否正常工作,检查芯片和电路板的工作状态,是否有明显的烧毁痕迹。
8.故障排除:根据检查结果,找到故障的具体原因,进行修复或更换故障元器件,重新测试变频器功能是否正常。
维修变频器需要具备一定的电子技术知识和工程经验。
在维修过程中,应注意安全,避免触电事故发生。
另外,维修过程中要有耐心,仔细排查,辨别故障的具体原因,对于复杂的故障可以寻求专业人员的帮助。
在维修完成后,还应进行功能测试,确保变频器能正常工作。
变频器维修工作原理要想做好变频器维修,了解变频器基础知识当然是相当重要的,但是对于变频器维修,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解主回路电路,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。
下图是它的结构图。
图1.1变频器基本电路图分析目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
图1.21)整流电路如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2)滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。
另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。
因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3)逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。
变频器的内部构成解析及维修步骤现在的变频器有2—4块板构成,常见的有主电路板:整流模块、滤波电容、逆变模块驱动板:电偶驱动电路、为逆变管的通断提供门极驱动电源板:开关电源,由主电路整流部分输出的直流经开关管、变压器、滤波电容输出5V、10V、24V给CPU、风扇提供电源CPU板:控制、计算也有很多变频器以上内容合并成2—3块板电源板驱动板CPU板主电路板故障检修:一、无显示首先检查电源板,接通外界电源,查看开关管、变压器、滤波电容是否工作。
二、通电测U、V、W有无输出,有输出再带电动机,以防故障扩大。
若出现缺相时,可用示波器从输出端经驱动一级级向上查看其波形,以确定故障点的位置。
4.1 过载过载故障包括变频过载和电机过载。
其可能是加速时间太短,电网电压太低、负载过重等原因引起的。
一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。
负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。
如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。
4.2 过流可能是变频器的输出短路所引起。
这是要对线路及电机进行检查,如果断开负载变频器还是过流,说明变频器的逆变电路损坏,应修理或更换。
如拆开机器就发现严重的短路现象,整流模块和 IGBT 模块爆裂,短路造成的黑色积炭喷得到处都是,主回路两个继电器也爆开,主控板暂时没有发现问题,但驱动部分烧了好几处,另外储能大电容一部分都已发涨,电容板上的两颗大螺丝接触处全部烧焦,这就是西门子ECO变频器的通病,因为所有电量都是要经过这两颗铁螺丝,一旦铁螺丝生锈,很容易引起电容的充放电不良,这样电容发热,漏电,发涨到最后损坏重要器件就不在话下了,为了防止再次接触不良打火,在上螺丝的同时最好焊上几股粗铜线,维修触发板时不知道参数的,可以从控制板上完好的器件与损坏相同器件的对比,修复该板的电压分别为 -4.7V,-4.44V,更换损坏器件后,可以加电试验,试验步骤按主回路到控制空载,负载分别运行检查。
变频器检测电路例举故障检测电路的主体电路还是由由运算放大器构成,通常,运算放大器被接成以下几种类型的电路,完成着对信号模拟放大、比较输出和精密整流三种工作任务。
一、反相放大器电路:图6.19 运算放大器反相放大电路运算放大器,具有输入阻抗高(不取用信号源电流)、输出阻抗低(负载特性好)、放大差模信号(两输入端信号之差)、抑制共模信号(两输入端极性与大小相同)和交、直流信号都能提供线性放大的优良特性。
上图( 1 )、(2 )、(3 )、在电路形式上为反相放大器,输出信号与输入信号相位相反,又称为倒相放大器。
电路对输入电压信号有电压和电流的双重放大作用,但在小信号电路中,只注重对电压信号的放大和处理。
电路的电压放大倍数取决于R2 (反馈电阻)与R1 (输入电阻)两者的比值。
R3 为偏置电阻,其值为R1 、R2 的并联值。
因R2 、R1 的选值(比值)不同,可完成三种信号传输作用,即构成反相放大器、反相器和衰减器三路信号处理电路。
(1 )电路为反相放大器电路,电路放大倍数为 5 ;( 2 )电路为倒相器,对输入信号起到倒相输出作用,无放大倍数,不能称为放大器了。
或输入0 ∽5V 信号,则输出0 ∽-5V 倒相信号;( 3 )电路为衰减器电路,若输入0 ∽10V 信号,输出0 ∽-3 。
3V 倒相信号,为一个比例衰减器。
图(1 )、(2 ),(3 )电路,有两个特征: 1 、输入、输出信号反相; 2 、无论是放大或衰减或倒相电路,输出信号对输入信号维持一个比例输出关系,可以笼统地称为反相放大器,因为倒相器的放大倍数为 1 ,而衰减器恰恰也是利用了电路的放大作用。
有趣的是,此三种反相放大器,在电流、电压检测电路中,都有应用。
以电流检测电路为例:这是因为,串于三相输出端的电流互感器内置放大器,输出信号已达伏特级的电压幅度,而CPU 的输入信号幅度又须在5V 以下的电压幅度内,故反续电流信号处理电路,有的采用了有一定放大倍数的反相放大器;有的采用了倒相器电路,只是根据CPU 输入电压信号极性的要求,只对信号进入了倒相处理,并不须再进行放大;部分电路为适配后级电路的信号幅度范围,甚至采用了衰减器电路,对电流互感器来的电压信号衰减一下,再送入后级电路。
检测电路中的模拟信号电路的供电,根据放大交流信号的要求,一般采用正、负15V 双电源供电。
根据反相放大器的电路形式和运算放大器的电路特性,我们可找到相应的检测方法:1 、据反相放大器的特性,以正、负供电的0V (地)为基准电位,当输入正的信号电压时,输入电压必为0V 以下的负压,反之输出0V 以上的正电压。
要根据电路和输入、输出脚的静态电路值判断是否处于正常状态;2 、查明该级电路为放大器或倒相器或衰减器,据输入电阻与反馈电阻的比值,可大致测算出输出电压值,由此可判断电路是否处于正常状态;3 、根据电路对差模信号有放大(或衰减)作用,而对共模信号放大作用为0 的特性,当短接两输入端时,输出电压应接近0 电位值;或者测量输出端已有正电压(或负电压输出),但一短接两个输入端,输出电压马上降(或升)为0V 左右。
说明电路是好的,能正常传输信号。
4 、可以人为改变输入电压值,则输出电压必定有相应变化,可由此判断放大器是否处于正常状态。
[ 故障实例1]某台变频器上电后,即报出OC 故障,故障复位无效,测电流检测电路,如上图( 1 )电路,输出电压为+12V ,CPU 因有严重过流信号输入,故在上电后报出OC 信号。
用金属镊子短接运算放大器 2 、3 脚,测量 1 输出脚电路无变化,仍为+12V ,判断运算放大器损坏,更换后,故障排除。
[ 故障实例2]某台变频器,上电后输出欠电压信号,检测上电图( 2 )电路,输入电压为-3V ,但输出电压为0 。
7V ,说明为本级放大器故障,用一外接直流12V 电源串接10k 电阻,输入到反相输入端,输出电压无变化,判断该级放大器损坏,更换后故障排除。
二、同相放大器和电压跟随器电路:图6.20 同相放大电路、电压跟随器电路上图( 1 )电路为同相放大器的典型电路形式,也为放大器电路之一种。
输入信号进入放大器的同相端,输出信号同输入信号同相位,电路的电压放大倍数=1+R2/R1 。
也用于故障信号检测电路中对模拟信号的放大处理。
该电路当R2 短接或R3 开路时,输出信号与输入信号的相位一致且大小相等,因而( 1 )电路可进一步“进化”为(2 )、(3 )电路。
上图( 2 )、(3 )为电压跟随器电路,输出电压完全跟踪于输入电路的幅度与相位,故电压放大倍数为 1 ,虽无电压放大效果,但有一定的电流输出能力。
电路起到了阻抗变换作用,提升电路的带负载能力,减弱信号输入回路高阻抗和输出回路低阻抗的相互影响。
作为电路跟随器应用时,有时候也采用单电源供电。
(1 )、(2 )、( 3 )种电路,也在故障检测电路中,被用于模拟信号的放大、基准电压信号的处理等。
根据电路的特性与作用,可得出检测方法如下:1 、(1 )电路为同相放大器电路,输出电压幅度与极性比例跟踪于输入电压,该级电压放大倍数约为 6 倍。
当输入电压值为1V 时,输出电压约为6V 。
可据输入、输出电压值的测算判断电路是否处于正常状态;2 、(2 )(3 )电路均为电压跟随器电路,输出电压完全跟踪于输入电压,输出电压应与输入电压相等,据此可以判断电路是否处于正常状态。
3 、可通过短接两输入端或人为改变输入端电压的方法,测量输出端电压的相应变化,来判断电路是否处于正常状态。
[ 故障实例1]某台变频器,上电即跳OH 故障,测温度检测电路的基准电压电路如图( 2 )的输出电压为1V ,该机为电压比较器电路,测其输入端电压为5V ,正常状态下输出端电压也应为5V 。
将输出端负载电路切除后,输出端电压仍为 1 。
2V ,判断为该级放大器损坏,更换后故障排除。
三、精密正、负半波整流器和全波整流器电路:图6.21 精密半波、全波整流器电路由电流互感器来的交流电压信号,要经后续半波或全波整流电路整流成直流电压后,再送入CPU ,供电流显示和控制之用。
精密半波或全波整流电路也用作模拟信号的处理和放大。
普通整流电路采用二极管做为整流器件,但二极管整流存在非线性失真、有死区电压等缺点,尤其用于小信号整流时,将使输出信号畸变,出现输出误差。
利用运算放大器的放大作用和深度负反馈作用,在放大电路中加入二极管,利用二极管的单向导电特性,实现对输入正、负半波信号引入不同深度的负反馈,可以对输入μV级信号进行整密整流,电路本身还具有电压跟随或放大作用。
上图(2 )为精密负半波整流电路,电路将输入负半波信号进行精密整流后,倒相输出。
对正半波输入信号来说,D1 的接入,为放大器引入了深度负反馈;在负半波输入信号的起始段,因信号输入幅度小于D1 、D2 均处于截止,电路处于开环放大状态,微小的信号输入,便会使输出脚电压大于-0 。
7V ,D1 导通,D2 反偏截止;D2 与R125 串联引入了适度负反馈(由R125 的阻值可决定本级电路是整流器还是整流放大器,本级电路为精密整流器,无放大作用),相当于一个反相放大器,输出与输入信号成倒相关系。
上图(1 )电路与图( 2 )电路的不同之处,在于电路中两只二极管的极性相反,成为对输入正半波信号的精密整流电路。
整流原理是一样的。
由一个半波整流器电路再加上一个反相求和电路,如图( 3 ),实现将正、负半波输入并反相后输出,可得到全波输出电压波形,即构成了一个全波高精度整流电路。
在故障检测电路中,往往采用整流器电路,对三相输出电流采样信号,进行整流与放大,作为模拟电压信号(电流检测信号)输入后级故障信号处理电路和CPU 电路,用作过载报警和运行电流的采样处理。
电路输入为交流电压信号,而输出为直流电压信号,大部分电路为整流器,部分电路为整流放大器。
检测方法:1 、整流器电路:输入侧为交流电压,输出侧为直流电压,两测量值比较接近。
2 、整流放大器,输入侧为交流电压,输出侧为直流电压,输出直流电压值高于输入交流电压值。
3 、可通过短接两输入端或人为改变输入端电压的方法,测量输出端电压的相应变化,来判断电路是否处于正常状态。
[ 故障实例1]某台变频器,上电即跳OC 故障,检测电流检测电路如图( 2 )的输出电压为13V ,拨掉电流互感器引线端子,该级放大器仍为13V ,判断整流器电路损坏,更换后故障排除。
四、电压比较器、梯级电压比较器和窗口电压比较器电路:上述几种电路,都用于模拟信号的放大整流等,其输出信号仍有模拟信号,可称为模拟信号(放大)处理电路,而下文电压比较等电路,则输出为开关量信号,其电路已脱离了模拟放大的范畴,似乎进入了“数字电路”的领域,是拿模拟电路当作了数字电路来应用。
图6.22 三种电压比较器电路电压比较器的作用是比较两个输入电压信号的大小,图( 1 )电路,放大器的同相输入端的电压,为R2 、R3 两电阻对+5V 的分压值 2 。
5V ,称为基准电压值,输入信号与此基准值比较,高于此值时,则输出为0V 低电平信号,低于低值时,则输出为+15V 高电平信号。
电路又称为单值比较器,电路的输出状态取决于输入信号电压的一个值(一个点)——2 。
5V 。
将两级电压比较器接为图( 2 )电路,则成为梯级电压比较器,电路有一路输入信号,两路输出信号。
N1 、N2 两级电压比较器,输入的是同一路信号电压,但两级电路同相输入端的基准电压值不同,N1 基准电压为 6 。
6V ,N2 基准电压值则为 3 。
3V 。
当输入信号由0V 到逐渐上升时,当上升为 3 。
3V 以上时,N2 的输出状态先变为低电平;N2 在输入信号值大于 6 。
6V 时,才有低电平信号输出。
图( 2 )电路在用于直流回路电压检测电路时,当因负载电机再生发电能量回馈至直流回路,使直流回路电压上升到一定值时,N2 先输出制动动作信号,将制动电阻接入直流回路,消耗电压增量;若电压继续上升,N1 则输出OU 过压信号,变频器保护停机。
若将两级电压比较器接为图( 3 )电路,则构成窗口电压比较器电路。
相对于单级电压比较器电路,窗口电压比较器可称为双值比较器了。
电路有两个基准比较值,输出一路信号。
当输入信号≥基准电压1≤基准电压 2 时,电路输出状态转换。
在输入信号的中间值的一个范围内,输出状态不变。
图(3 )电路为接地故障信号处理电路。
N1 放大器的同相端是R46 、R50 对+15V 的分压值,N2 放大器的反相端是R81 、R69 对-15V 的分压值。
输入三相电流采样信号进入到N1 的反相输入端和N2 的同相输入端,分别与正分压值和负分压值相比较,无论是输入信号的正半波或负半波,只要大于两个基准值,便会报出地短路信号。