KEB科比伺服變頻器維修E.OC故障-維修方法

要想做好變頻器維修,，當然了解變頻器基礎(chǔ)知識是相當重要的,，也是迫不及待的。下面我們就來分享一下變頻器維修基礎(chǔ)知識,。大家看完后,，如果有不正確地方,，望您指正，如果覺得還行支持一下,，給我一些鼓動,！變頻器維修入門電路分析圖 對于變頻器修理，僅了解以上基本電路還遠遠不夠的,，還須深刻了解以下主要電路,。主回路主要由整流電路,、限流電路、濾波電路,、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成,。圖2.1是它的結(jié)構(gòu)圖,。 變頻器基本電路圖分析 目前，通用型變頻器絕大多數(shù)是交直交型變頻器,，通常尤以電壓器變頻器為通用,，其主回路圖（見圖1.1），它是變頻器的核心電路,，由整流回路（交直交換）,，直流濾波電路（能耗電路）及逆變電路（直交變換）組成，當然還包括有限流電路,、制動電路,、控制電路等組成部分。 1）整流電路 如圖1.2所示,，通用變頻器的整流電路是由三相橋式整流橋組成,。它的功能是將工頻電源進行整流，經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)平波后為逆變電路和控制電路提供所需的直流電源,。三相交流電源一般需經(jīng)過吸收電容和壓敏電阻網(wǎng)絡(luò)引入整流橋的輸入端,。網(wǎng)絡(luò)的作用，是吸收交流電網(wǎng)的高頻諧波信號和浪涌過電壓,，從而避免由此而損壞變頻器,。當電源電壓為三相380V時，整流器件的最大反向電壓一般為12001600V,，最大整流電流為變頻器額定電流的兩倍,。2）濾波電路 逆變器的負載屬感性負載的異步電動機，無論異步電動機處于電動或發(fā)電狀態(tài),，在直流濾波電路和異步電動機之間,，總會有無功功率的交換，這種無功能量要靠直流中間電路的儲能元件來緩沖,。同時,，三相整流橋輸出的電壓和電流屬直流脈沖電壓和電流。

為了減小直流電壓和電流的波動,，直流濾波電路起到對整流電路的輸出進行濾波的作用,。 通用變頻器直流濾波電路的大容量鋁電解電容，通常是由若干個電容器串聯(lián)和并聯(lián)構(gòu)成電容器組,，以得到所需的耐壓值和容量,。另外,，因為電解電容器容量有較大的離散性，這將使它們隨的電壓不相等,。因此,，電容器要各并聯(lián)一個阻值等相的勻壓電阻，消除離散性的影響,，因而電容的壽命則會嚴重制約變頻器的壽命,。 3）逆變電路 逆變電路的作用是在控制電路的作用下，將直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓都可以任意調(diào)節(jié)的交流電源,。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出,，所以逆變電路是變頻器的核心電路之一，起著非常重要的作用,。 最常見的逆變電路結(jié)構(gòu)形式是利用六個功率開關(guān)器件（GTR,、IGBT、GTO等）組成的三相橋式逆變電路,，有規(guī)律的控制逆變器zhonggong率開關(guān)器件的導通與關(guān)斷,，可以得到任意頻率的三相交流輸出。 通常的中小容量的變頻器主回路器件一般采用集成模塊或智能模塊,。智能模塊的內(nèi)部高度集成了整流模塊,、逆變模塊、各種傳感器,、保護電路及驅(qū)動電路,。如三菱公司生產(chǎn)的IPMPM50RSA120，富士公司生產(chǎn)的7MBP50RA060,，西門子公司生產(chǎn)的BSM50GD120等,，內(nèi)部集成了整流模塊、功率因數(shù)校正電路,、IGBT逆變模塊及各種檢測保護功能,。模塊的典型開關(guān)頻率為20KHz，保護功能為欠電壓,、過電壓和過熱故障時輸出故障信號燈,。 逆變電路中都設(shè)置有續(xù)流電路。續(xù)流電路的功能是當頻率下降時,，異步電動機的同步轉(zhuǎn)速也隨之下降,。為異步電動機的再生電能反饋至直流電路提供通道。在逆變過程中,，寄生電感釋放能量提供通道,。另外，當位于同一橋臂上的兩個開關(guān)，同時處于開通狀態(tài)時將會出現(xiàn)短路現(xiàn)象,，并燒毀換流器件,。所以在實際的通用變頻器中還設(shè)有緩沖電路等各種相應的輔助電路，以保證電路的正常工作和在發(fā)生意外情況時,，對換流器件進行保護 .1）驅(qū)動電路驅(qū)動電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個PWM信號,，經(jīng)光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件（逆變模塊）提供驅(qū)動信號,。對驅(qū)動電路的各種要求,，因換流器件的不同而異。同時,，一些開發(fā)商開發(fā)了許多適宜各種換流器件的專用驅(qū)動模塊,。有些品牌,、型號的變頻器直接采用專用驅(qū)動模塊,。但是，大部分的變頻器采用驅(qū)動電路,。從修理的角度考慮,，這里介紹較典型的驅(qū)動電路。圖2.2是較常見的驅(qū)動電路（驅(qū)動電路電源見圖2.3）,。 驅(qū)動電路由隔離放大電路,、驅(qū)動放大電路和驅(qū)動電路電源組成。三個上橋臂驅(qū)動電路是三個獨立驅(qū)動電源電路,，三個下橋臂驅(qū)動電路是一個公共的驅(qū)動電源電路,。2）保護電路當變頻器出現(xiàn)異常時，為了使變頻器因異常造成的損失減少到最小,，甚至減少到零,。每個品牌的變頻器都很重視保護功能，都設(shè)法增加保護功能,，提高保護功能的有效性,。在變頻器保護功能的領(lǐng)域，廠商可謂使盡解數(shù),，作好文章,。這樣，也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性,。有常規(guī)的檢測保護電路,，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅(qū)動電路模塊,、智能功率模塊,、整流逆變組合模塊等，內(nèi)部都具有保護功能,。圖2.4所示的電路是較典型的過流檢測保護電路,。由電流取樣,、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成,。3）開關(guān)電源電路開關(guān)電源電路向操作面板,、主控板、驅(qū)動電路及風機等電路提供低壓電源,。圖2.5富士G11型開關(guān)電源電路組成的結(jié)構(gòu)圖,。 直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端，開關(guān)調(diào)整管串接脈沖變壓器另一個初級端后,，再接到直流高壓N端,。開關(guān)管周期性地導通、截止,，使初級直流電壓換成矩形波,。由脈沖變壓光耦合到次級，再經(jīng)整流濾波后,，獲得相應的直流輸出電壓,。它又對輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調(diào)寬電路,，以改變脈沖寬度的方式,，使輸出電壓穩(wěn)定。4）主控板上通信電路當變頻器由可編程（PLC）或上位計算機,、人機界面等進行控制時,，必須通過通信接口相互傳遞信號。圖2.6是LG變頻器的通訊接口電路,。 頻器通信時,，通常采用兩線制的RS485接口。西門子變頻器也是一樣,。兩線分別用于傳遞和接收信號,。變頻器在接收到信號后傳遞信號之前，這兩種信號都經(jīng)過緩沖器A1701,、75176B等集成電路,，以保證良好的通信效果。所以,，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路,，還有信號的抗干擾電路。5）外部控制電路變頻器外部控制電路主要是指頻率設(shè)定電壓輸入,，頻率設(shè)定電流輸入,、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動及停止運行控制,，多檔轉(zhuǎn)速控制,。頻率設(shè)定電壓（電流）輸入信號通過變頻器內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路進入CPU。其他一些控制通過變頻器內(nèi)輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中,。

在下面文章中,上傳了有關(guān)變頻器的維修知識供大家分享! 根據(jù)大家對我的提議以及對我的支持,，現(xiàn)在將一些變頻器最基本，基礎(chǔ)的知識貢獻給大家變頻器開關(guān)電源電路,，變頻器開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器,、輸入整流濾波器、變換器,、輸出整流濾波器,、控制電路、保護電路,。我們公司產(chǎn)品開關(guān)電源電路如下圖,，是由UC3844組成的開關(guān)電路：開關(guān)電源主要有以下特點: 1,體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線性電源的2030% 2,，功耗小,，效率高：功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),，所以晶體管的上功耗小,，轉(zhuǎn)化效率高，一般為6070%,，而線性電源只有3040% 二極管限幅電路限幅器是一個具有非線性電壓傳輸特性的運放電路,。其特點是：當輸入信號電壓在某一范圍時，電路處于線性放大狀態(tài),，具有恒定的放大倍數(shù),，而超出此范圍，進入非線性區(qū),，放大倍數(shù)接近于零或很低,。在變頻器電路設(shè)計中要求也是很高的，要做一個好的變頻器維修技術(shù)員,，了解它也相當重要,。 1、 二極管并聯(lián)限幅器電路圖如下所示： 2,、二極管串聯(lián)限幅電路如下圖所示： 變頻器控制電路組成如圖1所示,，控制電路由以下電路組成：頻率、電壓的運算電路,、主電路的電壓,、電流檢測電路、電動機的速度檢測電路、將運算電路的控制信號進行放大的驅(qū)動電路,，以及逆變器和電動機的保護電路,。 在圖 1點劃線內(nèi)，無速度檢測電路為開環(huán)控制,。在控制電路增加了速度檢測電路,，即增加速度指令，可以對異步電動機的速度進行控制更jingque的閉環(huán)控制,。 1)運算電路將外部的速度,、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算,，決定逆變器的輸出電壓,、頻率。 2)電壓,、電流檢測電路 與主回路電位隔離檢測電壓,、電流等。 3)驅(qū)動電路 為驅(qū)動主電路器件的電路,，它與控制電路隔離使主電路器件導通,、關(guān)斷。 4)I/0輸入輸出電路 為了變頻器更好人機交互,，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運行,、多段速度運行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流,、頻率,、保護動作驅(qū)動等)信號。 5)速度檢測電路 以裝在異步電動軸機上的速度檢測器 (TG,、PLG等)的信號為速度信號,，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn),。 6)保護電路 檢測主電路的電壓,、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時,，為了防止逆變器和異步電動機損壞,，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值,。 逆變器控制電路中的保護電路,，可分為逆變器保護和異步電動機保護兩種，保護功能如下 變頻器驅(qū)動電路的HCPL-316J特性HCPL-316J是由Agilent公司生產(chǎn)的一種IGBT門極驅(qū)動光耦合器,，其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路,，為驅(qū)動電路的可靠工作提供了保障,。其特性為：兼容CMOS/TYL電平；光隔離,，故障狀態(tài)反饋,；開關(guān)時間最大500ns；“軟”IGBT關(guān)斷,；欠飽和檢測及欠壓鎖定保護,；過流保護功能；寬工作電壓范圍(1530V),；用戶可配置自動復位,、自動關(guān)閉。 DSP與該耦合器結(jié)合實現(xiàn)IGBT的驅(qū)動,，使得IGBT VCE欠飽和檢測結(jié)構(gòu)緊湊,，低成本且易于實現(xiàn)，同時滿足了寬范圍的安全與調(diào)節(jié)需要,。 HCPL-316J保護功能的實現(xiàn) HCPL-316J內(nèi)置豐富的IGBT檢測及保護功能,，使驅(qū)動電路設(shè)計起來更加方便，安全可靠,。其中下面詳述欠壓鎖定保護(UVLO) 和過流保護兩種保護功能的工作原理： (1)IGBT欠壓鎖定保護(UVLO)功能 在剛剛上電的過程中,，芯片供電電壓由0V逐漸上升到最大值。如果此時芯片有輸出會造成IGBT門極電壓過低,，那么它會工作在線性放大區(qū),。HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護的功能(UVLO)可以解決此問題。當VCC與VE之間的電壓值小于12V時,，輸出低電平,，以防止IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進而燒毀,。示意圖詳見圖1中含UVLO部分,。 圖1 HCPL-316J內(nèi)部原理圖 (2)IGBT過流保護功能 HCPL-316J具有對IGBT的過流保護功能，它通過檢測IGBT的導通壓降來實施保護動作,。同樣從圖上可以看出,，在其內(nèi)部有固定的7V電平，在檢測電路工作時,，它將檢測到的IGBT CE極兩端的壓降與內(nèi)置的7V電平比較,，當超過7V時，HCPL-316J芯片輸出低電平關(guān)斷IGBT,，同時,，一個錯誤檢測信號通過片內(nèi)光耦反饋給輸入側(cè)，以便于采取相應的解決措施,。在IGBT關(guān)斷時,，其CE極兩端的電壓必定是超過7V的,，但此時，過流檢測電路失效,，HCPL-316J芯片不會報故障信號,。

實際上，由于二極管的管壓降,，在IGBT的CE 極間電壓不到7V時芯片就采取保護動作,。 整個電路板的作用相當于一個光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J,，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生XPWM1及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J,，同時HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時在芯片的輸出端接了由NPN和PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力,，匹配IGBT驅(qū)動要求,。 當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時，推挽電路上管(T1)導通,，下管(T2)截止,， 三端穩(wěn)壓塊LM7915輸出端加在IGBT門極(VG1)上，IGBT VCE為15V,，IGBT導通,。當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時，上管(T1)截止,，下管(T1)導通,，VCE為-9V，IGBT關(guān)斷,。以上就是IGBT的開通關(guān)斷過程,。 待續(xù):變頻器維修新手入門一在下面網(wǎng)址里,有興趣的朋友可以進出看看:/tech/detail.asp?id=410680以下是本人發(fā)表的一些關(guān)于變頻器應用與維修方面的貼子,朋友有空就去逛逛了. HYPERlink /Forum/ForumTopic.aspx?Id=4-BAB7-AE099CC85B42 /Forum/ForumTopic.aspx?Id=4-BAB7-AE099CC85B42新手入門一 變頻器電路原理分析(分享) HYPERlink /Forum/ForumTopic.aspx?Id=C-853A-65669E415713&page=2 l replyea /Forum/ForumTopic.aspx?Id=C-853A-65669E415713&page=2#replyea新手入門二-變頻器維修基礎(chǔ)知識 HYPERlink /Forum/ForumTopic.aspx?Id=C-BBE4-1A63C4F75E18 /Forum/ForumTopic.aspx?Id=C-BBE4-1A63C4F75E18新手入門四電力電源常見使用問題(共37問原創(chuàng))/Forum/ForumTopic.aspx?Id=0-9D48-2BA69BB30EDC原創(chuàng)變頻器現(xiàn)場調(diào)試與故障處理-經(jīng)驗談 HYPERlink /Forum/ForumTopic.aspx?Id=6-9F95-9393FFFC00FE /Forum/ForumTopic.aspx?Id=6-9F95-9393FFFC00FE原創(chuàng)淺析開關(guān)電源原理 HYPERlink