变频器常用维修方法与步骤
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第一讲变频器主回电路交流
一、变频器主回路图
二、母线电压(变频器内部直流电压)
定义:从R 、S 、T端输入频率固定的三相交变电源,经三相整流桥全波整流成直流电,其电压即母线电压。
母线电压注意事项:
1、三相电压为220V输入时,母线电压>=311V,所以电容的耐压强度必须大于311V;
2、三相电压为380V输入时,母线电压>=540V,所以电容的耐压强度必须大于540V,此时,可串联电容,对电压进行分压;
3、断电后,母线电压要5~10分钟才能降到安全电压。
三、电容(电解电容)
1、电容主要有两大作用:
a、储能。母线上电容起到缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了二级管,即续流二极管。
b、滤波。虽然整流电路可从电网的交流电源得到直流电流或电流,但这种电压或电流含有频率为电源频率6倍的纹波,故采用电容对其滤波。
2、一般而言,电容的耐压强度为400V,还有一部分余量,可以达到450 V。所以电容串联后的耐压强度为800V,最大是900 V。我司变频器三相整流后母线电压一般工作在540 V左右。停止制动,母线电压升高,我们的软件限流点是800 V,硬件可以达到820 V 的设计,单相母线工作电压为311 V,制动后,制动后,母线电压也不可能超过400V。
3、电容上的均压电阻。由于电容的容量不可能绝对相等,当两个电容串联后,导致电压不平衡,会损害电容的寿命,因此分别并联电阻值相等的均压电阻。
4、注意:电容极性一定不能接反
四、缓冲电阻(启动电阻)
定义:二极管整流桥在电源接通时,电容中将流过较大的充电电流:CdU/dt(浪涌电流),可能烧坏整流桥,故在启动或停止时,需将缓冲电阻打开。当滤波电容器已充电完毕后,接触器将缓冲电阻短接。
我司每个功率等级变频器都有缓冲电阻,只是7.5KW以下的无“open故障检测”电路,如7.5KW以上缓冲电阻。
五、模块(IGBT)
1、其主要包括整流和逆变。
整流:从R 、S 、T端输入频率固定的三相交变电源,经三相整流桥全波整流成直流电。
逆变:六个IGBT管构成三相逆变桥,把直流电“逆变”成频率和电压任意可调的三相交流电。
2、a、15KW以下,PIM,包括整流、制动管、逆变;
b、18.5~30KW ,6管IGBT;
c、37 KW以上,双管IGBT。
3、检测模块好坏
a、整流桥压差0.4~0.7V,测量时需注意:a、值大小正确吗?
b、值偏差为多少?六者值偏差不能太大,否则整流桥已损坏。
b、IGBT压差0.3~0.4V,六者值偏差不能太大,否则IGBT已损坏。
c、万用表测量上桥时(整流、逆变),黑表笔接“+”,红表笔接R 、S 、T 、U 、V 、W。测下桥时,红表笔接“-”,黑表笔接R 、S 、T 、U 、V、W。
注:若检测逆变部分电压范围正常时,并不一定说明逆变是好的,但如果不正常,说明其一定坏了。此外,若逆变上下桥测量值差距很大,说明缓冲电阻已坏。
六、接触器(变频器内部接触器)
用于接通或断开缓冲电阻。
1、15 KW及以下用继电器,18.5 KW及以上用直流接触器(24V);
2、接触器坏了,出现:
a、报“继电器异常”,
b、小功率发热。
七、直流母线“-”极一定要从整流桥出来,见图1。
注:测主回路波形时,一定要区分“共地”,主回路上的GND与“-”极并非一个概念。
八、三相220并不是单相220V,2.2 KW以下即可用三相220,三相输入输出一定要区分,
不能接反,否则可能会炸机。
九、风扇
主风道的风扇(+24V)维护时,不必断电;
变频器内部风扇维护时须断电维护。
第二讲变频器常用维修方法与步骤
一、电动机、变频器的基本概念。
1、电动机的基本特性:电动机是将电能转化为机械能的主要电气设备。
电动机的主要参数有:电流、转速、转矩;电压、功率。
电动机的转速方程是:N = 60 * f * (1-s) / p
N:电动机的转速;f:定子电源频率;P:极对数;S:转差率;
电动机的调速方案:1、改变电源频率f;——通过变频器实现。
2、改变极对数p;——变极电动机。
3、改变转差率s;——转子绕线电动机。
2、变频器的基本特性:
变频器是将固定频率、电压的电源,变成频率、电压可变的电源变换装置。
电动机调速时,如果仅改变频率而不改变电压,电动机的磁通将饱和,导致电动机电流增大,电动机发热严重,甚至烧毁。
变频器驱动电动机时,电压、频率要同时有规律的变化。
变频器是电力电子技术,计算机技术、控制技术高速发展的结果。
计算机技术:专用电动机控制芯片;DSP,单片机等;
控制技术:矢量控制、参数自适应、PWM技术、无传感器速度辨识等;
电力电子器件:晶闸管、功率场效应管(MOSFET)、IGBT、IPM、PIM等。
IGBT:绝缘栅双极晶体管;——大功率变频器使用;
IPM;智能功率模块;——中等功率变频器使用;
PIM:功率集成模块;——小功率变频器使用;
3、变频器的主回路构成(以下都简称为变频器):
【电源输入—整流桥—启动电阻(直流电感)—母线电容—制动单元(制动电阻)】—逆变桥—电源输出。
4、变频器的控制回路构成:控制回路的电路构成:
键盘板——控制板——接口板——驱动板——电源板——保护板等。
二、变频器常见故障代码和故障类型。(以爱默生系列变频器为例)
故障代码故障类型故障代码故障类型
POFF 输入欠压E008 输入缺相
E001 加速过流E009 输出缺相
E002 减速过流E010 模块保护
E003 恒速过流E011 逆变过热
E004 加速过压E012 整流过热
E005 减速过压E016 读写故障
E006 恒速过压E018 接触器未吸合
E007 控制电源过压E019 电流检测电路故障
三、变频器的常用维修方法。
1、十个通用维修方法:
●看:看故障现象,看故障原因点,看整块单板和整台机器;
●量:用万用表量怀凝的器件,虚焊点,连锡点;
●测:测波形,上工装测单板;
●听:继电器吸合的声音,电感变压器接触器有无啸叫声;
●摸:摸IC,MOS管,变压器是否过热;
●断:指断开信号连线(断开印制线或某些元器件的管脚);
●短:把某一控制信号短接到另一点;