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(dāng)然了解變頻器基礎(chǔ)知識(shí)是相當(dāng)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(shí),。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(dòng),！變頻器維修入門電路分析圖 對(duì)于變頻器修理,，僅了解以上基本電路還遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dòng)電路,、逆變電路和檢測(cè)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(dāng)然還包括有限流電路,、制動(dòng)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(jìn)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(hào)和浪涌過電壓,，從而避免由此而損壞變頻器。當(dāng)電源電壓為三相380V時(shí),，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(fù)載屬感性負(fù)載的異步電動(dòng)機(jī),，無論異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài),，在直流濾波電路和異步電動(dòng)機(jī)之間，總會(huì)有無功功率的交換,，這種無功能量要靠直流中間電路的儲(chǔ)能元件來緩沖,。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(dòng),，直流濾波電路起到對(duì)整流電路的輸出進(jìn)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(gè)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。因?yàn)殡娊怆娙萜魅萘坑休^大的離散性,，這將使它們隨的電壓不相等,。電容器要各并聯(lián)一個(gè)阻值等相的勻壓電阻，消除離散性的影響,，電容的壽命則會(huì)嚴(yán)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,，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(gè)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(dǎo)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(hù)電路及驅(qū)動(dòng)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(cè)保護(hù)功能,。模塊的典型開關(guān)頻率為20KHz,，保護(hù)功能為欠電壓、過電壓和過熱故障時(shí)輸出故障信號(hào)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(dāng)頻率下降時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也隨之下降,。為異步電動(dòng)機(jī)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,。當(dāng)位于同一橋臂上的兩個(gè)開關(guān),，處于開通狀態(tài)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，并燒毀換流器件,。在實(shí)際的通用變頻器中還設(shè)有緩沖電路等各種相應(yīng)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(shí)，對(duì)換流器件進(jìn)行保護(hù) .1）驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個(gè)PWM信號(hào),，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(dòng)信號(hào)。對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的各種要求,，因換流器件的不同而異,。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(dòng)模塊。有些品牌、型號(hào)的變頻器直接采用專用驅(qū)動(dòng)模塊,。大部分的變頻器采用驅(qū)動(dòng)電路,。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅(qū)動(dòng)電路,。圖2.2是較常見的驅(qū)動(dòng)電路（驅(qū)動(dòng)電路電源見圖2.3）,。 驅(qū)動(dòng)電路由隔離放大電路、驅(qū)動(dòng)放大電路和驅(qū)動(dòng)電路電源組成,。三個(gè)上橋臂驅(qū)動(dòng)電路是三個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電源電路,，三個(gè)下橋臂驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)公共的驅(qū)動(dòng)電源電路。2）保護(hù)電路當(dāng)變頻器出現(xiàn)異常時(shí),，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(gè)品牌的變頻器都很重視保護(hù)功能,，都設(shè)法增加保護(hù)功能,，提高保護(hù)功能的有效性。在變頻器保護(hù)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(hù)電路的多樣性和復(fù)雜性,。有常規(guī)的檢測(cè)保護(hù)電路，軟件綜合保護(hù)功能,。有些變頻器的驅(qū)動(dòng)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(hù)功能,。圖2.4所示的電路是較典型的過流檢測(cè)保護(hù)電路。由電流取樣,、信號(hào)隔離放大,、信號(hào)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(dòng)電路及風(fēng)機(jī)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(jí)端,，開關(guān)調(diào)整管串接脈沖變壓器另一個(gè)初級(jí)端后，再接到直流高壓N端,。開關(guān)管周期性地導(dǎo)通、截止,，使初級(jí)直流電壓換成矩形波,。由脈沖變壓光耦合到次級(jí),，再經(jīng)整流濾波后，獲得相應(yīng)的直流輸出電壓,。它又對(duì)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(dāng)變頻器由可編程（PLC）或上位計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面等進(jìn)行控制時(shí),，必須通過通信接口相互傳遞信號(hào),。圖2.6是LG變頻器的通訊接口電路。 頻器通信時(shí),，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(hào),。變頻器在接收到信號(hào)后傳遞信號(hào)之前,，這兩種信號(hào)都經(jīng)過緩沖器A1701、75176B等集成電路,，以保證良好的通信效果,。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(hào)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(diǎn)動(dòng)及停止運(yùn)行控制，多檔轉(zhuǎn)速控制,。頻率設(shè)定電壓（電流）輸入信號(hào)通過變頻器內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)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(shí)供大家分享! 根據(jù)大家對(duì)我的提議以及對(duì)我的支持,，現(xiàn)在將一些變頻器最基本,，基礎(chǔ)的知識(shí)貢獻(xiàn)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(hù)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(diǎn): 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),，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(gè)具有非線性電壓傳輸特性的運(yùn)放電路,。其特點(diǎn)是：當(dāng)輸入信號(hào)電壓在某一范圍時(shí)，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(jìn)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(jì)中要求也是很高的，要做一個(gè)好的變頻器維修技術(shù)員,，了解它也相當(dāng)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(yùn)算電路,、主電路的電壓,、電流檢測(cè)電路、電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路,、將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路,，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路。 在圖 1點(diǎn)劃線內(nèi),，無速度檢測(cè)電路為開環(huán)控制,。在控制電路增加了速度檢測(cè)電路，即增加速度指令,，可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制更jingque的閉環(huán)控制,。 1)運(yùn)算電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流,、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,，決定逆變器的輸出電壓、頻率,。 2)電壓,、電流檢測(cè)電路 與主回路電位隔離檢測(cè)電壓,、電流等。 3)驅(qū)動(dòng)電路 為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路,，它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通,、關(guān)斷,。 4)I/0輸入輸出電路 為了變頻器更好人機(jī)交互,，變頻器具有多種輸入信號(hào)的輸入 (比如運(yùn)行、多段速度運(yùn)行等)信號(hào),，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流,、頻率、保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等)信號(hào),。 5)速度檢測(cè)電路 以裝在異步電動(dòng)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器 (TG,、PLG等)的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路,，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn),。 6)保護(hù)電路 檢測(cè)主電路的電壓、電流等,，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí),，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)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(hù)電路，可分為逆變器保護(hù)和異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)兩種,，保護(hù)功能如下 變頻器驅(qū)動(dòng)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(dòng)光耦合器,，其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測(cè)電路及故障狀態(tài)反饋電路，為驅(qū)動(dòng)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(shí)間最大500ns,；“軟”IGBT關(guān)斷；欠飽和檢測(cè)及欠壓鎖定保護(hù),；過流保護(hù)功能,；寬工作電壓范圍(1530V)；用戶可配置自動(dòng)復(fù)位,、自動(dòng)關(guān)閉,。 DSP與該耦合器結(jié)合實(shí)現(xiàn)IGBT的驅(qū)動(dòng)，使得IGBT VCE欠飽和檢測(cè)結(jié)構(gòu)緊湊,，低成本且易于實(shí)現(xiàn),，滿足了寬范圍的安全與調(diào)節(jié)需要,。 HCPL-316J保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn) HCPL-316J內(nèi)置豐富的IGBT檢測(cè)及保護(hù)功能，使驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)起來更加方便,，安全可靠,。其中下面詳述欠壓鎖定保護(hù)(UVLO) 和過流保護(hù)兩種保護(hù)功能的工作原理： (1)IGBT欠壓鎖定保護(hù)(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(shí)芯片有輸出會(huì)造成IGBT門極電壓過低,，那么它會(huì)工作在線性放大區(qū)。HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護(hù)的功能(UVLO)可以解決此問題,。當(dāng)VCC與VE之間的電壓值小于12V時(shí),，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(jìn)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(hù)功能 HCPL-316J具有對(duì)IGBT的過流保護(hù)功能，它通過檢測(cè)IGBT的導(dǎo)通壓降來實(shí)施保護(hù)動(dòng)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(cè)電路工作時(shí),，它將檢測(cè)到的IGBT CE極兩端的壓降與內(nèi)置的7V電平比較,，當(dāng)超過7V時(shí)，HCPL-316J芯片輸出低電平關(guān)斷IGBT,，一個(gè)錯(cuò)誤檢測(cè)信號(hào)通過片內(nèi)光耦反饋給輸入側(cè),，以便于采取相應(yīng)的解決措施。在IGBT關(guān)斷時(shí),，其CE極兩端的電壓必定是超過7V的,，但此時(shí)，過流檢測(cè)電路失效,，HCPL-316J芯片不會(huì)報(bào)故障信號(hào),。

實(shí)際上，由于二極管的管壓降,，在IGBT的CE 極間電壓不到7V時(shí)芯片就采取保護(hù)動(dòng)作,。 整個(gè)電路板的作用相當(dāng)于一個(gè)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(hào)輸出給HCPL-316J,，HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號(hào)FAULT*給控制器。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(dòng)要求,。 當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時(shí)，推挽電路上管(T1)導(dǎo)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(dǎo)通,。當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時(shí),，上管(T1)截止，下管(T1)導(dǎo)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(jìn)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(yīng)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(shí) 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(chǎng)調(diào)試與故障處理-經(jīng)驗(yàn)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