变频器典型主线路介绍1
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变频恒压供水系统主电路和控制线路图变频恒压供水系统主电路和控制线路图:控制原理简述如下:系统由变频器、plc和两台水泵构成。
利用了变频器控制电路的PID等相关功能,和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。
具有自动/手动切换功能。
变频故障时,可切换到手动控制水泵运行。
控制过程:水路管网压力低时,变频器启动1#泵,至全速运行一段时间后,由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时,PLC控制1#泵由变频切换到工运行,然后变频启动2#泵运行,据管网压力情况随机调整2#泵的转速,来达到恒压供水的目的。
当用水量变小,管网压力变高时,2#泵降为零速时,管网压力仍高,则PLC控制停掉1#工频泵,由2#泵实施恒压供水。
至管网压力又低时,将2#泵由变频切为工频运行,变频器启动1#泵,调整1#泵的转速,维修恒压供水。
如此循环不已。
需要明说一下的是:变频器必须设置好PID运行的相关参数,和配合PLC控制的相关工作状态触点输出。
详细调整,参见东元M7200的明说书。
在本例中,须大致调整以下几个参数。
1、设置变频器启/停控制为外部端子运行;2、设置为自由停车方式,以避免变频/工频切换时造成对变频器输出端的冲击;3、设置PID运行方式,压力设定值由AUX端子进入。
反馈信号由VIN端子进入;4、对变频器控制端子——输出端子的设置。
设定RA、RC为变频故障时,触点动作输出;设定R2A、R2C为变频零速时,触点动作输出;设定DO1、DOG为变频器全速(频率到达)时,触点动作输出。
上图为PLC控制接线图。
水泵和变频器的故障信号未经PLC处理,而是汇总给继电器KA2。
其手动/自动的切换控制继电器KA1来切换。
变频/工频的运行由接触器触点来互锁,以提高运行安全性。
可以看出,R2A和DO1是PLC的两个关键输入信号。
在PLC的控制动作输出中,对变频到工频的切换是通过DO1(变频器零速信号)来进行的;对工频到变频的切换是通过R2A(变频器频率到达信号)来进行的。
一例变频器制动单元电路及图解一、《CDBR-4030C制动单元》主电路图《CDBR-4030C制动单元》主电路图说因惯性或某种原因,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。
负载电机的反发电能量,又称为再生能量。
一些特殊机械,如矿用提升机、卷扬机、高速电梯等,当电动机减速、制动或者下放负载重物时(普通大惯性负荷,减速停车过程),因机械系统的位能和势能作用,会使变频器的实际转速有可能超过变频器的给定转速,电机绕组中的感生电流的相位超前于感生电压,出现了容性电流,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,则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻,CDBR-4030C制动单元,即是变频器的辅助配置之一。
先不管具体电路,我们可先从控制原理设想一下。
所谓制动单元,就是一个电子开关(IGBT模块),接通时将制动电阻(RB)接入变频器的直流回路,对电机的反发电能量进行快速消耗(转化为热量耗散于环境空气中),以维持直流回路的电压在容许值以内。
有一个直流电压检测电路,输出一个制动动作信号,来控制电子开关的通和断。
从性能上讲,变频器直流回路电压上升到某值(如660V或680V)后,开关接通将制动电阻RB接入电路,一直至电压降至620V(或620V)以下,开关再断开,也是可行的。
变频器的工作原理图1、变频器的主回路电压型变频器主电路包括:整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组,交-直-交型变频器结构见附图11)整流电路:VD1~VD6组成三相不可控整流桥,220V系列采用单相全波整流桥电路;380V系列采用桥式全波整流电路。
2)中间滤波电路:整流后的电压为脉动电压,必须加以滤波;滤波电容CF除滤波作用外,还在整流与逆变之间起去耦作用、消除干扰、提高功率因素,由于该大电容储存能量,在断电的短时间内电容两端存在高压电,因而要在电容充分放电后才可进行操作。
3)限流电路:由于储能电容较大,接入电源时电容两端电压为零,因而在上电瞬间滤波电容CF的充电电流很大,过大的电流会损坏整流桥二极管,为保护整流桥上电瞬间将充电电阻RL串入直流母线中以限制充电电流,当CF充电到一定程度时由开关SL将RL短路。
4)逆变电路:逆变管V1~V6组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电,是变频器的核心部分。
常用逆变模块有:GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等,一般都采用模块化结构有2单元、4单元、6单元5)续流二极管D1~D6:其主要作用为:(1)电机绕组为感性具有无功分量,VD1~VD7为无功电流返回到直流电源提供通道(2)当电机处于制动状态时,再生电流通过VD1~VD7返回直流电路。
(3)V1~V6进行逆变过程是同一桥臂两个逆变管不停地交替导通和截止,在换相过程中也需要D1~D6提供通路。
6)缓冲电路由于逆变管V1~V6每次由导通切换到截止状态的瞬间,C极和E极间的电压将由近乎0V上升到直流电压值UD,这过高的电压增长率可能会损坏逆变管,吸收电容的作用便是降低V1~V6关断时的电压增长率。
7)制动单元电机在减速时转子的转速将可能超过此时的同步转速(n=60f/P)而处于再生制动(发电)状态,拖动系统的动能将反馈到直流电路中使直流母线(滤波电容两端)电压UD不断上升(即所说的泵升电压),这样变频器将会产生过压保护,甚至可能损坏变频器,因而需将反馈能量消耗掉,制动电阻就是用来消耗这部分能量的。
变频器怎么接线?变频器主电路和把握电路接线方法 - 变频器_软启动器变频器怎么接线?变频器主电路和把握电路接线方法一、主电路的接线1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上,肯定不能接到变频器输出端(U、V、W)上,否则将损坏变频器。
接线后,零碎线头必需清除洁净,零碎线头可能造成特别,失灵和故障,必需始终保持变频器清洁。
在把握台上打孔时,要留意不要使碎片粉末等进入变频器中。
2、在端子+,PR间,不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东西,或确定不要短路。
3、电磁波干扰,变频器输入/输出(主回路)包含有谐波成分,可能干扰变频器四周的通讯设备。
因此,安装选件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器,使干扰降到最小。
4、长距离布线时,由于受到布线的寄生电容充电电流的影响,会使快速响应电流限制功能降低,接于二次侧的仪器误动作而产生故障。
因此,最大布线长度要小于规定值。
不得已布线长度超过时,要把Pr.156设为1。
5、在变频器输出侧不要安装电力电容器,浪涌抑制器和无线电噪音滤波器。
否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。
6、为使电压降在2%以内,应使用适当型号的导线接线。
变频器和电动机间的接线距离较长时,特殊是低频率输出状况下,会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。
7、运行后,转变接线的操作,必需在电源切断10min以上,用万用表检查电压后进行。
断电后一段时间内,电容上仍旧有危急的高压电。
二、把握电路的接线变频器的把握电路大体可分为模拟和数字两种。
1、把握电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线,而且必需与主回路,强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线。
2、由于把握电路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的场合,为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。
3、把握回路的接线一般选用0.3~0.75平方米的电缆。
三、地线的接线1、由于在变频器内有漏电流,为了防止触电,变频器和电机必需接地。
变频器的控制电路及几种常见故障分析变频器的控制电路及几种常见故障分析1、引言随着变频器在工业生产中日益广泛的应用,了解变频器的结构,主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。
2、变频器控制电路给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的网络,称为控制回路,控制电路由频率,电压的运算电路,主电路的电压,电流检测电路,电动机的速度检测电路,将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路等组成。
无速度检测电路为开环控;在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
(1)运算电路将外部的速度,转矩等指令同检测电路的电流,电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
(2)电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压,电流等。
(3)驱动电路为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离,控制主电路器件的导通与关断。
(4)I/O电路使变频更好地人机交互,其具有多信号(比如运行多段速度运行等)的输入,还有各种内部参数(比如电流,频率,保护动作驱动等)的输入。
(5)速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器(TG、PLG等)的信号设为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
(6)保护电路检测主电路的电压、电流等。
当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压,电流值。
逆变器控制电路中的保护电路,可分为逆变器保护和异步电动机保护两种,保护功能如下:(1)逆变器保护①瞬时过电流保护,用于逆变电流负载侧短路等,流过逆变电器回件的电流达到异常值(超过容许值)时,瞬时停止逆变器运转,切断电流,变流器的输出电流达到异常值,也得同样停止逆变器运转。
②过载保护,逆变器输出电流超过额定值,且持续流通超过规定时间,为防止逆变器器件、电线等损坏,要停止运转,恰当的保护需要反时限特性,采用热继电器或电子热保护,过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
变频器基本原理图讲解
变频器是一种电力变换装置,可以将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号。
它主要由整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。
下面我们来逐步分析变频器的基本原理图。
整流电路是变频器的第一个部分,它将交流电源转换成直流电。
整流电路一般由二极管桥或者可控硅等元件组成。
经过整流电路后,电流只能在一个方向上流动。
滤波电路是整流电路输出的直流电进行滤波处理的部分。
它主要由电容器和电感器组成,能使电流平滑、波动小。
滤波电路的作用是减小直流电中的脉动,使得直流电更加稳定。
逆变电路是变频器的核心部分,它将经过滤波处理后的直流电再次转换成交流电。
逆变电路一般由晶闸管、中间频率变压器等元件组成。
通过控制逆变电路的工作方式和频率,可以实现交流电频率的调整。
控制电路是变频器的控制部分,它根据输入的控制信号,实现对整个变频器的控制和调节。
控制电路一般由微处理器、模拟电路等组成。
通过调整控制电路的参数,可以实现对变频器输出信号的频率和幅度的调节。
总之,变频器的基本原理图可以简单概括为整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。
它能够将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号,具有广泛的应用。
变频器主回路结构图及故障经验2011-04-27 18:54:59| 分类:默认分类阅读6 评论0 字号:大中小订阅本文引用自fx1s《变频器主回路结构图及故障经验》下面先来说说变频器硬件故障如何判断技术人员凭借数字式万用表根据上图可简单判断主回路器件是否损坏。
(主要是整流桥,IGBT,IPM)为了人身安全,必须确保机器断电,并拆除输入电源线R 、S、T和输出线U、V、W后放可操作!首先把万用表打到“二级管”档,然后通过万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测:1、黑色表笔接触直流母线的负极P(+),红色表笔依次接触R、S、T,记录万用表上的显示值;然后再把红色表笔接触N(-),黑色表笔依次接触R、S、T,记录万用表的显示值;六次显示值如果基本平衡,则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题,反之相应位置的整流模块或软启电阻损坏,现象:无显示。
2、红色表笔接触直流母线的负极P(+),黑色表笔依次接触U、V、W,记录万用表上的显示值;然后再把黑色表笔接触N(-),红色表笔依次接触U、V、W,记录万用表的显示值;六次显示值如果基本平衡,则表明变频器IGBT逆变模块无问题,反之相应位置的IGBT逆变模块损坏,现象:无输出或报故障。
故障经验一。
变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障,赶到现场后我静态测试机器无问题,主线路、控制线路也完好。
我用万用表量零线和地线是通的,问电工才知道他们工厂的零地是共用的。
一般变频器接地时,如果该工厂零线与地线是共用的话,最好另处取地线,把地线取下后故障解除。
故障分析:因为该厂的零线与地线是共用的,变频器接地线也等于接了零线,零线一般会传播干扰信号。
而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况:1。
变频器三相输出侧有短路现象;2。
逆变模块损坏;3。
外部干扰信号进入变频器。
由于第一与第二种原因正常排除,就只有第三种外部干扰信号,干扰信号是从地线进入的,所以把地线拆除,就切断了干扰源。
《康沃CVF-G-5.5kW变频器》主电路图《康沃CVF-G-5.5kW变频器》主电路图说这台5.5kW康沃变频器的主电路,就是一个模块加上四只电容器呀。
除了模块和电容,没有其它东西了。
在维修界,流行着这样的说法:宁修三台大的,不修一台小的;小机器风险大,大机器风险小。
小功率变频器结构紧凑,有时候检查电路都伸不进表笔去,只有引出线来测量,确实麻烦。
此其一;小功率变频器,主电路就一个模块,整流和逆变都在里面了。
内部坏了一只IGBT管子,一般情况下只有将整个模块换新,投入的成本高,利润空间小。
而且万一出现意外情况,换上的模块再坏一次,那就是赔钱买卖了。
要高了价,用户不修了,要低的价,有一定的修理风险。
如同鸡肋,食之无味,弃之可惜。
修理风险也大。
大机器空间大,在检修上方便,无论是整流电路还是逆变电路,采用分立式模块,坏一只换一只,维修成本偏偏低下来了。
而大功率变频器的维修收费上,相应空间也大呀。
修一台大功率机器,比修小的三台,都合算啊。
因变频器直流电路的储能电容器容量较大,且电压值较高,整流电路对电容器的直接充电,有可能会造成整流模块损坏和前级电源开关跳闸。
其实这种强Y 充电,对电容器的电极引线,也是一个大的冲击,也有可能造成电容器的损坏。
故一般在整流电路和储能电容器之间接有充电电阻和充电继电器(接触器)。
变频器在上电初期,由充电电阻限流给电容器充电,在电容器上建立起一定电压后,充电继电器闭合,整流电路才与储能电容器连为一体,变频器可以运行。
充电电阻起了一个缓冲作用,实施了一个安全充电的过程。
当负载转速超过变频器的输出转速,由U、V、W输出端子向直流电路馈回再生能量时,若不能及时将此能量耗散掉,异常升高的直流电压会危及储能电容和逆模块的安全。
BSM15GP120模块内置制动单元,机器内部内置制动电阻RXG28-60。
虽有内置制动电阻,但机器也有P1、PB外接制动电阻端子,当内置电阻不能完全消耗再行能量时,可由端子并接外部制动电阻,完成对电机发电的再生能量的耗散。
变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流
将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器
2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出
将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电
又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成
由主电路和控制电路组成
主电路由整流器中间直流环节逆变器组成
先看主电路原理图
三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通
短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。
接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,
由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压
高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时,还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。
控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。
例如:某一时刻,V1 V2 V6 受基极控制导通,电流经U相流入电机绕组,经V W 相流入负极。
下一时刻同理,只要不断的切换,就把直流电变成了交流电,供电机运转。
为了保护IGBT,在每一个IGBT上都并联了一个续流二极管,还有一些阻容吸收回路。
主要的功能是保护IGBT,有了续流二极管的回路,反向电压会从该回路加到直流母线
上,通过放电电阻释放掉。
变频器主电路引出端子
控制电路原理图
上图就是变频器控制电路的原理示意图。
上半部为主电路,下半部为控制电路。
主要由控制核心CPU 、输入信号、输出信号和面板操作指示信号、存储器、LSI电路组成。
外接电位器的模拟信号经模数转换将信号送入CPU,达到调速的目的。
外接
的开关量信号也经由与非门送入控制CPU。