第06章《變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)》(修改版)

1、（內(nèi)部資料（內(nèi)部資料 注意保存）注意保存）中國(guó)變頻器維修網(wǎng)培訓(xùn)中心6.1 變頻器的組成變頻器的組成 變頻器為了適應(yīng)工程需要，要有一系列控制變頻器為了適應(yīng)工程需要，要有一系列控制端子，要有操作面板，要能夠進(jìn)行程序的讀出寫端子，要有操作面板，要能夠進(jìn)行程序的讀出寫入，變頻器內(nèi)部，為了進(jìn)行工作時(shí)的保護(hù)，要設(shè)入，變頻器內(nèi)部，為了進(jìn)行工作時(shí)的保護(hù)，要設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)電路。置相應(yīng)的保護(hù)電路。 變頻器結(jié)構(gòu)框圖6.1.1主電路主電路整流電路、起動(dòng)保護(hù)、濾波電路、逆變電路整流電路、起動(dòng)保護(hù)、濾波電路、逆變電路 、指示電路、指示電路 、制動(dòng)單元、制動(dòng)單元 、輸入端子、輸入端子、 輸出端子。輸出端子。 不同系列交-直

2、-交變頻器內(nèi)部的主體電路基本相同，變頻調(diào)速過(guò)程中出現(xiàn)的許多現(xiàn)象都可通過(guò)主體電路來(lái)進(jìn)行分析。因此，熟悉主體電路的結(jié)構(gòu)，透徹了解各部分的原理，具有十分重要的意義。一、交-直變換 交-直變換電路就是整流和濾波電路，其任務(wù)是把電源的三相（或單相）交流電變換成平穩(wěn)的直流電。由于整流后的直流電壓較高，且不允許再降低，因此，在電路結(jié)構(gòu)上具有特殊性。1、 全波整流電路在SPWM變頻器中，大多采用橋式全波整流電路。在中、小容量的變頻器中，整流器件采用不可控的整流二極管或二極管模塊，如圖中的VD1-VD6所示。當(dāng)三相線電壓為380V時(shí)，整流后的峰值電壓為537V，平均電壓為515V。 2 濾波及限流電路（1）濾波

3、電路，即上圖中的CF1和CF2。由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波電路通常由若干個(gè)電容器并聯(lián)成一組，又由兩個(gè)電容器組CF1和CF2串聯(lián)而成。因?yàn)殡娊怆娙莸碾娙萘坑休^大的離散性，故電容器組CF1和CF2的電容量常不能完全相等。其結(jié)果是各電容器組承受的電壓UD1和UD2不相等，使承受電壓較高一測(cè)的電容器組容易損壞。為了使UD1和UD2相等，在CF1和CF2旁各并聯(lián)一個(gè)阻值相等的均壓電阻RC1和RC2。（2）限流電路，即如上圖中，串接在整流橋和濾波電容器之間，由限流電阻RL和電路開關(guān)SL組成的并聯(lián)電路。限流電阻RL的作用是：變頻器在接入電源之前，濾波電容CF上的直流電壓UD=0。因此，當(dāng)

4、變頻器剛接入電源的瞬間，將有一個(gè)很大的沖擊電流經(jīng)過(guò)整流橋流向?yàn)V波電容，使整流橋可能因此而受到損壞。如果電容器的容量很大，還會(huì)使電源電壓瞬間下降而形成對(duì)電網(wǎng)的干擾。限流電阻RL就是為了削弱該沖擊電流而串接在整流橋與濾波電容之間的。短路開關(guān)SL的作用是：限流電阻RL如長(zhǎng)期接在電路內(nèi)，會(huì)影響直流電壓UD和變頻器輸出電壓的大小。所以，當(dāng)UD增大到一定程度時(shí)，令短路開關(guān)SL接通，把RL切出電路。SL大多由晶閘管構(gòu)成，在容量較小的變頻器中，也常有接觸器或繼電器的觸點(diǎn)構(gòu)成。 電源指示燈電源指示燈HLHL除了表示電源是否接通外，還有一個(gè)十分重要除了表示電源是否接通外，還有一個(gè)十分重要的功能，即在變頻器切斷電源

5、后，表示濾波電容器的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器CFCF上的電上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。荷是否已經(jīng)釋放完畢。 由于由于CFCF的容量較大，而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的容量較大，而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的狀態(tài)下進(jìn)行，所以的狀態(tài)下進(jìn)行，所以CFCF沒(méi)有快速放電的回路，其放電時(shí)間往沒(méi)有快速放電的回路，其放電時(shí)間往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘。又由于往長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘。又由于CFCF上的電壓較高，如不放完，對(duì)人身上的電壓較高，如不放完，對(duì)人身安全將構(gòu)成威脅。故在維修變頻器時(shí)，必須等安全將構(gòu)成威脅。故在維修變頻器時(shí)，必須等HLHL完全熄滅后完全熄滅后才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分，所以，才能接觸

6、變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分，所以，HLHL也具有提示保護(hù)也具有提示保護(hù)作用。作用。1 1、三相逆變橋電路、三相逆變橋電路逆變橋電路的功能是把直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電，其工逆變橋電路的功能是把直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電，其工作原理在本章第一節(jié)已經(jīng)說(shuō)明。作原理在本章第一節(jié)已經(jīng)說(shuō)明。逆變橋電路由下圖中的開關(guān)器件逆變橋電路由下圖中的開關(guān)器件V1-V6V1-V6構(gòu)成。目前中小構(gòu)成。目前中小容量的變頻器中，開關(guān)器件大部分使用容量的變頻器中，開關(guān)器件大部分使用IGBTIGBT管。由圖中的VD7-VD12構(gòu)成。其功能是：（1）為電動(dòng)機(jī)繞組的無(wú)功電流返回直流電路時(shí)提供通路。（2）當(dāng)頻率下降從而同步轉(zhuǎn)速下降時(shí)，為電動(dòng)機(jī)的再生

7、電能反饋至直流電路提供通路。（3）為電路的寄生電感在逆變過(guò)程中釋放能量提供通路。3、緩沖電路（R01-R06、CO1-C06、VD01-VD06）逆變管在關(guān)斷和導(dǎo)通的瞬間，其電壓和電流的變化率是很大的，有可能使逆變管受到損害。因此，每個(gè)逆變管旁還應(yīng)接入緩沖電路，以減緩電壓和電流的變化率。緩沖電路的結(jié)構(gòu)因逆變管的特性和容量等的不同而有較大差異，下圖是比較典型的一種2-27。各元件的功能如下： （1 1）電容）電容C01-C06C01-C06。逆變管。逆變管V1-V6V1-V6每次由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成截每次由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成截止?fàn)顟B(tài)的過(guò)程中，集電極（止?fàn)顟B(tài)的過(guò)程中，集電極（C C極）和發(fā)射極（極）和發(fā)射

8、極（E E極）之間的電極）之間的電壓壓UCEUCE將極為迅速地由近乎將極為迅速地由近乎0V0V上升至直流電壓值上升至直流電壓值UDUD。在此過(guò)。在此過(guò)程中，電壓增長(zhǎng)率是很高的，將容易導(dǎo)致逆變管的損壞。程中，電壓增長(zhǎng)率是很高的，將容易導(dǎo)致逆變管的損壞。C01-C06C01-C06的功能便是減小的功能便是減小V1-V6V1-V6在關(guān)斷時(shí)的電壓增長(zhǎng)率在關(guān)斷時(shí)的電壓增長(zhǎng)率 （2 2）電阻）電阻R01-R06R01-R06。V1-V6V1-V6每次由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)每次由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，時(shí)，C01-C06C01-C06上所沖的電壓（等于上所沖的電壓（等于UDUD）將向）將向V1-V6V1

9、-V6放電。放電放電。放電電流的初始值是很大的，并且將迭加到負(fù)載電流上，導(dǎo)致電流的初始值是很大的，并且將迭加到負(fù)載電流上，導(dǎo)致V1-V6V1-V6損壞。電阻損壞。電阻R01-R06R01-R06就是用來(lái)限制就是用來(lái)限制C01-C06C01-C06對(duì)對(duì)V1-V6V1-V6的放的放電電流的。電電流的。 （3 3）二極管）二極管VD01-VD02VD01-VD02。限流電阻。限流電阻R01-R06R01-R06的接入，又會(huì)影的接入，又會(huì)影響響C01-C06C01-C06在在V1-V6V1-V6的關(guān)斷時(shí)限制電壓增長(zhǎng)率的效果。的關(guān)斷時(shí)限制電壓增長(zhǎng)率的效果。VD01-VD01-VD02VD02接入后，在接

10、入后，在V1-V6V1-V6的關(guān)斷過(guò)程中，使的關(guān)斷過(guò)程中，使R01-R06R01-R06不起作用不起作用。1 1、能耗制動(dòng)電路的作用、能耗制動(dòng)電路的作用在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的降速和停機(jī)，是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的降速和停機(jī)，是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在頻率剛減小的瞬間，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)現(xiàn)的。在頻率剛減小的瞬間，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速低于這個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)械慣性的原因，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速低于這個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的方向相反了，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了，使電子繞組切割磁力線的方向相反了

11、，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，也稱為再生制動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，也稱為再生制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)再生的電能經(jīng)下圖中的續(xù)流二極管（電動(dòng)機(jī)再生的電能經(jīng)下圖中的續(xù)流二極管（VD7-VD12VD7-VD12）全波整流后反）全波整流后反饋到直流電路中，由于直流電路的電能無(wú)法回輸給電網(wǎng)，只能由饋到直流電路中，由于直流電路的電能無(wú)法回輸給電網(wǎng)，只能由CF1CF1和和CF2CF2吸收，使直流電壓升高，稱為吸收，使直流電壓升高，稱為“泵升電壓泵升電壓”。過(guò)高的直流電壓。過(guò)高的直流電壓將使變流器件受到損害。因此，當(dāng)直流電壓超過(guò)一定值時(shí)，就要求提將使變流器件受到損害。因此，當(dāng)直流電壓超過(guò)一定值時(shí)，

12、就要求提供一條放電回路，將再生的電能消耗掉。這一條放電回路，就是能耗供一條放電回路，將再生的電能消耗掉。這一條放電回路，就是能耗制動(dòng)電路。制動(dòng)電路。 能耗電路由制動(dòng)電阻能耗電路由制動(dòng)電阻RBRB和制動(dòng)單元和制動(dòng)單元BVBV構(gòu)構(gòu)成，如圖所示。電阻能耗制動(dòng)采用的方成，如圖所示。電阻能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)件，將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專門的接的辦法，它是將再生能量通過(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱

13、能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能能 制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻RBRB用于消耗掉直流電路中的多余電能，直流電壓保用于消耗掉直流電路中的多余電能，直流電壓保持平穩(wěn)。持平穩(wěn)。 制動(dòng)單元制動(dòng)單元BVBV的功能是控制放電回路的工作。具體地說(shuō)，當(dāng)直的功能是控制放電回路的工作。具體地說(shuō)，當(dāng)直流回路的電壓流回路的電壓UDUD超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)，超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)，VBVB導(dǎo)通，使直流回路通導(dǎo)通，使直流回路通過(guò)過(guò)RBRB釋放能量，降低直流電壓。而當(dāng)釋放能量，降低直流電壓。而當(dāng)UDUD在正常范圍內(nèi)時(shí)，在正常范圍內(nèi)時(shí)，BVBV將可靠截止，以避免不必要的能量損失。將可靠截止，以避免不必要的能量損失。 將上述各部分電路匯總后成

14、為主電路，如下圖所示。將上述各部分電路匯總后成為主電路，如下圖所示。1.整流電路VD1VD6整流二極管，c1、c2，濾波電容，RL，限流電阻。1）逆變?cè)硐旅娣治鲈鯓訉⒁粋€(gè)直流電變?yōu)檎也ǖ膯?wèn)題。采樣原理 PWM技術(shù)的理論基礎(chǔ)是采樣控制理論中的面積采樣控制理論中的面積等效控制原理。即：加在等效控制原理。即：加在慣性環(huán)節(jié)上的窄脈沖，盡慣性環(huán)節(jié)上的窄脈沖，盡管形狀不同，只要面積相管形狀不同，只要面積相等，其作用在慣性環(huán)節(jié)上等，其作用在慣性環(huán)節(jié)上的效果相同（慣性環(huán)節(jié)就的效果相同（慣性環(huán)節(jié)就是電感、電容）。是電感、電容）。脈寬調(diào)制波脈寬調(diào)制波SPWMSPWM：將一個(gè)正弦波電壓分為：將一個(gè)正弦波電壓分為

15、N N等份，并把正弦曲線每一等份，并把正弦曲線每一等份所包圍的面積都用一個(gè)與其面積相等的等幅矩形脈沖來(lái)代替，脈等份所包圍的面積都用一個(gè)與其面積相等的等幅矩形脈沖來(lái)代替，脈沖的寬度與正弦波的大小成正比，這樣得到的脈沖列，就是沖的寬度與正弦波的大小成正比，這樣得到的脈沖列，就是SPWMSPWM波。波。 實(shí)際應(yīng)用中實(shí)際應(yīng)用中SPWMSPWM波的形成波的形成： 調(diào)制方法：調(diào)制方法： 利用載波和調(diào)制波相比較方式來(lái)確定脈寬和間隔。利用載波和調(diào)制波相比較方式來(lái)確定脈寬和間隔。 調(diào)制波調(diào)制波u ur r： 所希望生成的等效正弦波所希望生成的等效正弦波 載波載波u uc c： 等腰三角波或鋸齒波等腰三角波或鋸齒

16、波2)sPWM波的生成波的生成 按照調(diào)制脈沖的極性關(guān)系，PWM逆變電路的控制方式分為：?jiǎn)螛O性控制單極性控制: 任一時(shí)刻載波與調(diào)制波的極性相同，在任意半個(gè)周期SPWM波單方向變化 ；正半周：ur uc時(shí)，有脈沖；ur uc時(shí)，無(wú)脈沖。副半周： ur uc時(shí)，有脈沖；ur uc時(shí)，無(wú)脈沖。 2)雙極性控制雙極性控制：載波雙方向變化，在任意半個(gè)周期SPWM波雙方向變化； ur uc時(shí)，正脈沖； ur uc時(shí)，負(fù)脈沖3)三相逆變波形加在6只逆變管上的信號(hào)都為開關(guān)信號(hào)，6只逆變管就相當(dāng)于6個(gè)開關(guān)，管子導(dǎo)通相當(dāng)于開關(guān)閉合，截止時(shí)相當(dāng)于開關(guān)斷開。4.開關(guān)器件開關(guān)器件1）二極管）二極管二極管是單向?qū)щ娖骷?，?/p>

17、極管是單向?qū)щ娖骷?，加正向電壓，?dǎo)通，加正向電壓，導(dǎo)通，相當(dāng)開關(guān)閉合；加反相當(dāng)開關(guān)閉合；加反向電壓，截止，相當(dāng)向電壓，截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開于開關(guān)斷開2 2）絕緣柵雙極晶體管（）絕緣柵雙極晶體管（IGBTIGBT）結(jié)構(gòu)及外形結(jié)構(gòu)及外形IGBTIGBT是是MOSMOS和和GTRGTR取長(zhǎng)補(bǔ)短相結(jié)合的產(chǎn)物，具有柵極取長(zhǎng)補(bǔ)短相結(jié)合的產(chǎn)物，具有柵極G G、集電極、集電極C C、和發(fā)、和發(fā)射極射極E E的三個(gè)引出端。的三個(gè)引出端。工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)：當(dāng)當(dāng)uGEUGE(th)（開啟電壓）時(shí)，（開啟電壓）時(shí)，IGBT截止，無(wú)截止，無(wú)iC；當(dāng)當(dāng)uGEUGE(th) 時(shí)，時(shí)，uCE加正壓，加正壓，IGBT導(dǎo)通，其

18、輸出電流導(dǎo)通，其輸出電流iC與驅(qū)與驅(qū)動(dòng)電壓動(dòng)電壓uGE基本呈線形關(guān)系。如基本呈線形關(guān)系。如圖所示為圖所示為IGBT的驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電壓uGE與輸出電流與輸出電流iC的關(guān)系，此曲線稱的關(guān)系，此曲線稱為為IGBT的轉(zhuǎn)移特性曲線。的轉(zhuǎn)移特性曲線。參數(shù)：參數(shù)：IGBT工作時(shí)，工作時(shí)，UGE導(dǎo)通導(dǎo)通電壓電壓15V、關(guān)斷電壓、關(guān)斷電壓-5V。開。開關(guān)頻率小于關(guān)頻率小于100kHz。 6.1.26.1.2其他電路其他電路 1.1.輸入端隔離電路輸入端隔離電路 變頻器有一系列的輸入端子，這變頻器有一系列的輸入端子，這些輸入端子和些輸入端子和CPUCPU是通過(guò)隔離電路是通過(guò)隔離電路聯(lián)系的。輸入端隔離電路出了問(wèn)聯(lián)

19、系的。輸入端隔離電路出了問(wèn)題，影響端子的正常輸入，因?yàn)轭}，影響端子的正常輸入，因?yàn)槊總€(gè)輸入端子獨(dú)立連接一只光電每個(gè)輸入端子獨(dú)立連接一只光電耦合器，哪一只光電耦合器出了耦合器，哪一只光電耦合器出了問(wèn)題，那一路輸入端子不能正常問(wèn)題，那一路輸入端子不能正常工作。工作。 2.I-U2.I-U轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 該電路是模擬該電路是模擬輸入電壓、電輸入電壓、電流、以及模擬流、以及模擬輸出指示端子輸出指示端子的轉(zhuǎn)換電路。的轉(zhuǎn)換電路。該電路出了問(wèn)該電路出了問(wèn)題，會(huì)影響這題，會(huì)影響這幾路信號(hào)的正幾路信號(hào)的正常工作。常工作。 3.DC/DC3.DC/DC電源電源 這是變頻器除了主電這是變頻器除了主電路之外所有電路

20、的供路之外所有電路的供電電源。它出了故障，電電源。它出了故障，整個(gè)變頻器停止工作。整個(gè)變頻器停止工作。因?yàn)樵撾娫吹妮敵龆艘驗(yàn)樵撾娫吹妮敵龆耸欠纸M輸出，哪一組是分組輸出，哪一組出了問(wèn)題，影響那一出了問(wèn)題，影響那一組所對(duì)應(yīng)的電路。組所對(duì)應(yīng)的電路。開關(guān)電源電路圖開關(guān)電源電路圖圖中圖中L1L1為一次電路，為一次電路，L2L2、L3L3、L4L4、L5L5為二次電路，工作時(shí)一次電路導(dǎo)通，二為二次電路，工作時(shí)一次電路導(dǎo)通，二次電路截止，一次電路截止時(shí)，二次電路導(dǎo)通。二次電路的輸出電壓由開關(guān)次電路截止，一次電路截止時(shí)，二次電路導(dǎo)通。二次電路的輸出電壓由開關(guān)管的脈沖寬度調(diào)節(jié)。管的脈沖寬度調(diào)節(jié)。開關(guān)電源容易損壞

21、的元件是濾波電容、整流二極管、開關(guān)管。開關(guān)電源容易損壞的元件是濾波電容、整流二極管、開關(guān)管。 4.4.過(guò)壓過(guò)壓/ /欠壓保護(hù)電路欠壓保護(hù)電路 該電路是直流母線電該電路是直流母線電壓的檢測(cè)電路，檢測(cè)壓的檢測(cè)電路，檢測(cè)直流母線欠壓或過(guò)壓。直流母線欠壓或過(guò)壓。該電路出了問(wèn)題，一該電路出了問(wèn)題，一是不能正確的提供檢是不能正確的提供檢測(cè)保護(hù)信號(hào)，產(chǎn)生誤測(cè)保護(hù)信號(hào)，產(chǎn)生誤報(bào)；二是失去保護(hù)功報(bào)；二是失去保護(hù)功能，使制動(dòng)電阻不能能，使制動(dòng)電阻不能工作，引起主電路過(guò)工作，引起主電路過(guò)壓而損壞。壓而損壞。 5.5.驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 該電路是將該電路是將CPUCPU輸出輸出的的PWMPWM信號(hào)進(jìn)行放大，信號(hào)進(jìn)行放大

22、，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)IGBTIGBT開關(guān)工作。開關(guān)工作。該電路和主電路緊該電路和主電路緊密相連，是很重要，密相連，是很重要，又容易出故障的一又容易出故障的一部分電路部分電路1）驅(qū)動(dòng)電路隔離放大、驅(qū)動(dòng)放大電路、驅(qū)動(dòng)電路電源光耦隔離電路圖中IC為PWM輸出和驅(qū)動(dòng)電路的隔離電路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路損壞不至于將故障擴(kuò)大到PWM發(fā)生電路。V1為第一級(jí)放大；V2、V3為輸出跟隨器，提高輸出能力。圖中穩(wěn)壓管DZ使電源電壓穩(wěn)定在20V。注：隔離電路中的光耦隔離集成塊容易損壞。 2 2）驅(qū)動(dòng)電路和電源的連接）驅(qū)動(dòng)電路和電源的連接電路作用：為驅(qū)動(dòng)電路提供直流電源。該電路由一只電路作用：為驅(qū)動(dòng)電路提供直流電源。該電路由一只5V5V穩(wěn)

23、壓穩(wěn)壓管取得管取得5V5V電源，加在電源，加在IGBTIGBT開關(guān)管的發(fā)射極上，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)開關(guān)管的發(fā)射極上，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)在零時(shí)，保證在零時(shí)，保證IGBTIGBT控制極為控制極為5V5V的負(fù)電壓，使管子可靠的截的負(fù)電壓，使管子可靠的截止。止。該電源需要該電源需要4 4組，三個(gè)帶浮地，一個(gè)直接接地。該電源由變組，三個(gè)帶浮地，一個(gè)直接接地。該電源由變頻器的頻器的DC/DCDC/DC直流電源提供。直流電源提供。6.保護(hù)電路保護(hù)電路 是保護(hù)逆變橋過(guò)是保護(hù)逆變橋過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載流、過(guò)壓、過(guò)載等的保護(hù)電路。等的保護(hù)電路。它由檢測(cè)、放大、它由檢測(cè)、放大、模模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換等電路數(shù)轉(zhuǎn)換等電路組成。該電路出組成。該電

24、路出了故障，一是誤了故障，一是誤報(bào)；二是失去保報(bào)；二是失去保護(hù)功能，造成逆護(hù)功能，造成逆變橋的損壞。變橋的損壞。 1 1）電流檢測(cè)電路）電流檢測(cè)電路 通過(guò)檢測(cè)變頻器的輸出電通過(guò)檢測(cè)變頻器的輸出電流，進(jìn)行過(guò)流、過(guò)載計(jì)算，流，進(jìn)行過(guò)流、過(guò)載計(jì)算，當(dāng)判斷為過(guò)流、過(guò)載，立當(dāng)判斷為過(guò)流、過(guò)載，立即封鎖變頻器的輸出脈沖，即封鎖變頻器的輸出脈沖，使使PWMPWM電路停止工作。電路停止工作。R121R121為檢測(cè)電阻，檢測(cè)電為檢測(cè)電阻，檢測(cè)電流為流為1A1A。 ( (檢測(cè)電流為檢測(cè)電流為100A,R121100A,R121為為0.015 )0.015 )。 2 2）直流電壓檢測(cè)電路）直流電壓檢測(cè)電路 為保證電

25、網(wǎng)電壓變化時(shí)，為保證電網(wǎng)電壓變化時(shí)，仍能保證仍能保證U/f=CU/f=C的控制方的控制方式，由該電路實(shí)時(shí)檢測(cè)式，由該電路實(shí)時(shí)檢測(cè)直流電路的電壓直流電路的電壓U Ud d, ,根據(jù)根據(jù)U Ud d的變化調(diào)整的變化調(diào)整PWMPWM波的占波的占空比空比。 7.7.操作面板操作面板 操作面版是采用接操作面版是采用接插件連接，接觸不插件連接，接觸不良，會(huì)引起個(gè)別功良，會(huì)引起個(gè)別功能消失，供電不良能消失，供電不良會(huì)引起黑屏。個(gè)別會(huì)引起黑屏。個(gè)別功能部件失靈，可功能部件失靈，可能是按鍵接觸虛。能是按鍵接觸虛。 8.8.開路集電極輸出端子開路集電極輸出端子 該端子由隔離電路（與該端子由隔離電路（與CPUCPU

26、隔離）。因?yàn)槭褂酶綦x）。因?yàn)槭褂玫脑驌p壞率較高。一的原因損壞率較高。一般屬于開路晶體管過(guò)流般屬于開路晶體管過(guò)流所致。判斷較容易，因所致。判斷較容易，因?yàn)槠渌麕茁啡绻呛玫?，為其他幾路如果是好的，只此一路有?wèn)題，可斷只此一路有問(wèn)題，可斷定該只管子有問(wèn)題；如定該只管子有問(wèn)題；如果各只管子都有問(wèn)題，果各只管子都有問(wèn)題，則可能問(wèn)題出在單片機(jī)。則可能問(wèn)題出在單片機(jī)。 9.9.故障接點(diǎn)開關(guān)故障接點(diǎn)開關(guān) 該開關(guān)主要為變頻該開關(guān)主要為變頻器的故障報(bào)警用，器的故障報(bào)警用，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，該端子輸出故時(shí)，該端子輸出故障信號(hào)。障信號(hào)。10.10.單片機(jī)單片機(jī)單片機(jī)又稱單片機(jī)又稱CPUCPU，是

27、整個(gè)變頻器，是整個(gè)變頻器的核心器件，如同人的大腦，的核心器件，如同人的大腦，輸出各種控制信號(hào)和處理輸入、輸出各種控制信號(hào)和處理輸入、檢測(cè)等信號(hào)。檢測(cè)等信號(hào)。CPUCPU是集成電路，又經(jīng)過(guò)層層保是集成電路，又經(jīng)過(guò)層層保護(hù)，故障率很低。正常工作時(shí)護(hù)，故障率很低。正常工作時(shí)的損壞率很低，雷擊、變頻器的損壞率很低，雷擊、變頻器電源引起的過(guò)壓、工作環(huán)境潮電源引起的過(guò)壓、工作環(huán)境潮濕、靜電感應(yīng)等可能引起損壞。濕、靜電感應(yīng)等可能引起損壞。在故障維修時(shí)，沒(méi)有充分的理在故障維修時(shí)，沒(méi)有充分的理由，不要輕易懷疑單片機(jī)有問(wèn)由，不要輕易懷疑單片機(jī)有問(wèn)題。因?yàn)閱纹瑱C(jī)有問(wèn)題，就得題。因?yàn)閱纹瑱C(jī)有問(wèn)題，就得換主板。換主板。

28、 11.16MHz11.16MHz晶振晶振 晶振是晶振是CPUCPU的主頻震蕩器震蕩器件。它不是一個(gè)很耐用的的主頻震蕩器震蕩器件。它不是一個(gè)很耐用的器件。在眾多的電子設(shè)備中，晶振的損壞時(shí)有發(fā)生。因?yàn)槠骷?。在眾多的電子設(shè)備中，晶振的損壞時(shí)有發(fā)生。因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)是兩個(gè)金屬片中夾著一塊晶體，晶體怕震、怕氧他的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)金屬片中夾著一塊晶體，晶體怕震、怕氧化。晶振出了問(wèn)題，整個(gè)變頻器都不能正常工作。化。晶振出了問(wèn)題，整個(gè)變頻器都不能正常工作。晶振結(jié)構(gòu) 6.26.2高壓變頻器主電路拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)高壓變頻器主電路拓補(bǔ)結(jié)構(gòu) 按照電壓的劃分，低于按照電壓的劃分，低于1kV1kV，稱為低壓；大于，稱為低壓；大于lkVl

29、kV、小于、小于10kV,10kV,稱為中壓，稱為中壓，10kV10kV以上，稱為高壓。以上，稱為高壓。 我們習(xí)慣上把額定電壓為我們習(xí)慣上把額定電壓為6kV6kV或或3kV3kV的電動(dòng)機(jī)稱為的電動(dòng)機(jī)稱為“高壓電高壓電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)”，因此，我們也把工作電壓在，因此，我們也把工作電壓在1 1lOkVlOkV的變頻器統(tǒng)的變頻器統(tǒng)稱為中稱為中( (高高) )壓變頻器。壓變頻器。 中（高）壓變頻器因?yàn)楣ぷ麟妷荷?，開關(guān)器件因?yàn)橹校ǜ撸鹤冾l器因?yàn)楣ぷ麟妷荷撸_關(guān)器件因?yàn)槭艿侥蛪旱南拗?，不能完全承受電源的高電壓，使主電路受到耐壓的限制，不能完全承受電源的高電壓，使主電路和低壓變頻器有了很大的區(qū)別。為了使變頻

30、器能工作在高和低壓變頻器有了很大的區(qū)別。為了使變頻器能工作在高電壓，人們研究出了多種不同的電路結(jié)構(gòu)。電壓，人們研究出了多種不同的電路結(jié)構(gòu)。 1.1.高高- -低低- -高變頻器高變頻器 它是把電網(wǎng)的高壓或中壓經(jīng)降壓變壓器降為低壓，它是把電網(wǎng)的高壓或中壓經(jīng)降壓變壓器降為低壓，通過(guò)低壓變頻器變頻，然后再經(jīng)升壓變壓器將低通過(guò)低壓變頻器變頻，然后再經(jīng)升壓變壓器將低壓升為中壓，供給電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。實(shí)際上這種電路壓升為中壓，供給電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。實(shí)際上這種電路結(jié)構(gòu)所用的變頻器為低壓變頻器。結(jié)構(gòu)所用的變頻器為低壓變頻器。 2.2.高高中型中型 高高中型變頻器是把電網(wǎng)的高壓經(jīng)降壓變壓器中型變頻器是把電網(wǎng)的高壓經(jīng)降壓變壓

31、器 降為中壓，送入中壓變頻器，中壓變頻器的輸出降為中壓，送入中壓變頻器，中壓變頻器的輸出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 功率單元串聯(lián)高壓變頻器功率單元串聯(lián)高壓變頻器 功率單元串聯(lián)高壓變頻器，屬于功率單元串聯(lián)高壓變頻器，屬于“高高中型中型”變頻器。主變頻器。主電路是利用移相變壓器降壓，再通過(guò)多個(gè)低壓變頻功率單電路是利用移相變壓器降壓，再通過(guò)多個(gè)低壓變頻功率單元串聯(lián)組成。各功率單元分別由多繞組移相降壓變壓器的元串聯(lián)組成。各功率單元分別由多繞組移相降壓變壓器的一組二次繞組供電。多繞組移相降壓變壓器是功率單元串一組二次繞組供電。多繞組移相降壓變壓器是功率單元串聯(lián)高壓變頻器電路中的一個(gè)重要部件。聯(lián)高壓變頻器電

32、路中的一個(gè)重要部件。 功率單元為三相輸入、單相輸出的交功率單元為三相輸入、單相輸出的交直直交交PWMPWM型變頻型變頻器結(jié)構(gòu)器結(jié)構(gòu)( (見(jiàn)圖見(jiàn)圖1)1)。將相鄰功率單元的輸出端串接起來(lái)，形。將相鄰功率單元的輸出端串接起來(lái)，形成成Y Y聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)( (見(jiàn)圖見(jiàn)圖2)2)，實(shí)現(xiàn)變頻的高壓直接輸出，供給高，實(shí)現(xiàn)變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動(dòng)機(jī)。每個(gè)功率單元分別由輸入變壓器的一組二次繞壓電動(dòng)機(jī)。每個(gè)功率單元分別由輸入變壓器的一組二次繞組供電，功率單元之間及二次繞組之間相互絕緣。組供電，功率單元之間及二次繞組之間相互絕緣。 逆變器輸出采用多電平移相式逆變器輸出采用多電平移相式PWMPWM技術(shù)，同一相的功率單技術(shù)，同一相的功率單元輸出相同幅值和相位的基波電壓