变频器维修入门.docx

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变频器维修入门

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变频器维修入门--电路分析图

　　对于变频器修理，仅了解以上基本电路还远远不够的，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。

图2.1是它的结构图。

1）驱动电路 

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。

同时，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。

图2.2是较常见的驱动电路（驱动电路电源见图2.3）。

驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。

三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路，三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。

2）保护电路 

当变频器出现异常时，为了使变频器因异常造成的损失减少到最小，

频器通信时，通常采用两线制的RS485接口。

西门子变频器也是一样。

两线分别用于传递和接收信号。

变频器在接收到信号后传递信号之前，这两种信号都经过缓冲器A1701、75176B等集成电路，以保证良好的通信效果。

所以，变频器主控板上的通信接口电路主要是指这部分电路，还有信号的抗干扰电路。

5）外部控制电路 

变频器外部控制电路主要是指频率设定电压输入，频率设定电流输入、正转、反转、点动及停止运行控制，多档转速控制。

频率设定电压（电流）输入信号通过变频器内的A/D转换电路进入CPU。

其他一些控制通过变频器内输入电路的光耦隔离传递到CPU中。

　　在下面文章中,上传了有关变频器的维修知识供大家分享!

　　根据大家对我的提议以及对我的支持，现在将一些变频器最基本，基础的知识贡献给大家。

　　变频器开关电源电路

　　变频器开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。

我们公司产品开关电源电路如下图，是由UC3844组成的开关电路：

　　开关电源主要有以下特点:

　　1,体积小,重量轻:

由于没有工频变频器，所以体积和重量吸有线性电源的20~30%

　　2，功耗小，效率高：

功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管的上功耗小，转化效率高，一般为60~70%，而线性电源只有30~40%

　　二极管限幅电路限幅器是一个具有非线性电压传输特性的运放电路。

其特点是：

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。

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。

　　1、二极管并联限幅器电路图如下所示：

　　2、二极管串联限幅电路如下图所示：

　　变频器控制电路组成

　　如图1所示，控制电路由以下电路组成：

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。

　　在图1点划线内，无速度检测电路为开环控制。

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控制更精确的闭环控制。

　　　　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

　　　　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，它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。

　　　　4）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。

　　　　5）速度检测电路

　　　　以装在异步电动轴机上的速度检测器（TG、PLG等）的信号为速度信号，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

　　变频器驱动电路的HCPL-316J特性

　　　　HCPL-316J是由Agilent公司生产的一种IGBT门极驱动光耦合器，其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供了保障。

其特性为：

兼容CMOS/TYL电平；光隔离，故障状态反馈；开关时间最大500ns；“软”IGBT关断；欠饱和检测及欠压锁定保护；过流保护功能；宽工作电压范围（15～30V）；用户可配置自动复位、自动关闭。

DSP与该耦合器结合实现IGBT的驱动，使得IGBTVCE欠饱和检测结构紧凑，低成本且易于实现，同时满足了宽范围的安全与调节需要。

　　HCPL-316J保护功能的实现

　　　　HCPL-316J内置丰富的IGBT检测及保护功能，使驱动电路设计起来更加方便，安全可靠。

其中下面详述欠压锁定保护（UVLO）和过流保护两种保护功能的工作原理：

（1）IGBT欠压锁定保护（UVLO）功能

　　　　在刚刚上电的过程中，芯片供电电压由0V逐渐上升到最大值。

如果此时芯片有输出会造成IGBT门极电压过低，那么它会工作在线性放大区。

HCPL316J芯片的欠压锁定保护的功能（UVLO）可以解决此问题。

当VCC与VE之间的电压值小于12V时，输出低电平，以防止IGBT工作在线性工作区造成发热过多进而烧毁。

示意图详见图1中含UVLO部分。

　　图1HCPL-316J内部原理图

（2）IGBT过流保护功能

　　　　HCPL-316J具有对IGBT的过流保护功能，它通过检测IGBT的导通压降来实施保护动作。

同样从图上可以看出，在其内部有固定的7V电平，在检测电路工作时，它将检测到的IGBTC～E极两端的压降与内置的7V电平比较，当超过7V时，HCPL-316J芯片输出低电平关断IGBT，同时，一个错误检测信号通过片内光耦反馈给输入侧，以便于采取相应的解决措施。

在IGBT关断时，其C～E极两端的电压必定是超过7V的，但此时，过流检测电路失效，HCPL-316J芯片不会报故障信号。

实际上，由于二极管的管压降，在IGBT的C～E极间电压不到7V时芯片就采取保护动作。

　　　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，IGBTVCE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。