变频器的组成

1、电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成一、变频器结构一、变频器结构 外壳：防尘、隔离。外壳：防尘、隔离。 散热片：大功率器件的散热。散热片：大功率器件的散热。 散热风扇：变频器的通风散热。散热风扇：变频器的通风散热。 控制主板：变频器的控制中心，控制触发脉冲产生。控制主板：变频器的控制中心，控制触发脉冲产生。 主电路模块：交主电路模块：交- -直直- -交变换。交变换。 电源、隔离、驱动电路板：提供主板及其它电路板的电源、隔离、驱动电路板：提供主板及其它电路板的 直流电源、隔离变频器外部控制信号、放大主板直流电源、隔离变频器外部控制信号、放大主板 产生的脉冲的功率。产生的脉冲的功

2、率。 显示屏：编程、运行、报警、维护显示。显示屏：编程、运行、报警、维护显示。 操作键盘：编程录入、运行控制。操作键盘：编程录入、运行控制。 外端子：连接外部输入信号、连接负载、报警、监测外端子：连接外部输入信号、连接负载、报警、监测 等装置。等装置。变频器的结构变频器的结构电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器的结构变频器的结构面面 板板电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器的结构变频器的结构电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成Mvi_3155.avi变频器的结构变频器的结构电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器的结

3、构变频器的结构电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成主电路驱动、保护取样主板显示屏键盘输出隔离输入隔离输入端子输出端子电源端子二、变频器电路组成二、变频器电路组成电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成隔离电路 电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成艾默生变频器内部电路结构艾默生变频器内部电路结构1.1.主电路主电路电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成整流电路起动缓冲滤波均压电源指示制动电阻制动开关管逆变电路续流管阻容吸收保护(

4、1)(1)整流电路整流电路 功能：将工频交流电整流为脉动直流电。 整流原理：二极管整流过程。(2)起动缓冲 功能:限制起动时的大电流,保护整流滤波电路。 缓冲原理：起动时缓冲开关断开，电阻限流。起动过程完成时，缓冲开关接通将电阻切除。 (3)滤波电路 功能：将脉动直流电变为较平滑的直流电。 原理：电容滤波原理、电阻分压原理。(4)指示电路 直流侧电源指示。 电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成(5)制动单元 功能：消耗电动机制动过程中的回馈能量，保护变频器。 制动单元工作原理：电动机制动时，回馈电流通过VD7VD12给CF1、CF2充电。当电容两端电

5、压升到一定程度时，计算机控制VTB导通，电容通过RB和VTB放电，电阻发热消耗能量，电容两端电压降低，电动机制动。(6)逆变电路 功能：将直流电变为频率和电压可调的三相交流电。 逆变原理：IGBT可控开关、SPWM原理、阻容保护原理。(7)输入端子：R、S、T，连接电源。(8)输出端子：U、V、W，连接电动机。电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成2.2.控制电路控制电路 指为主电路提供控制信号，以完成电路输出调节、各种保护，实现输出指示的弱电电路。(1)主控板：单片机，变频器的控制中心. 其主要功能:接受输入信号由软件控制产生SPWM调制指令,并产生

6、序列脉冲;接受各种检测及保护反馈信号,发出相应显示和保护指令。(2)操作面板:包括键盘及显示屏等。 键盘：进行运行操作或程序预置，其上有运行键；模式转换键；读出、写入键；数据增减键；位移键；复位键；数字键。 显示屏：显示控制面板提供的各种显示数据。有两种电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成 a、LED数码显示屏：显示无单位的数字量和简单的英文代码。显示 b、液晶显示屏：显示数字和文字。 C、显示屏显示的数据类型 运行时的各种输出数据。 功能参数码：编程时的功能代码和数据。 故障代码：故障状态下的故障代码。(3)电源 开关稳压电源，为控制电路提供直流电

7、源。其内部电源具有电压稳定性好，抗干扰能力强等优点，并与主电路有很好的电气隔离。电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成(4)驱动（LSI）、取样、监测、保护电路(5)隔离电路与控制端子相连，大多为光耦隔离。电 气 工 程 系项目二项目二 变频器组成变频器组成变频器电路组成变频器电路组成采用EXB841驱动IGBT的三相电路仿真模型 EXB841驱动的单项电路IGBTIGBT接线板接线板EXB84

8、1EXB841驱动板驱动板2. 2. 目前采用的目前采用的IGBTIGBT接线图和接线图和EXB841EXB841驱动板照片图驱动板照片图内部层电路内部层电路三相电路I (L1)、I (L2)、I (L3) 时域扫描元器件基础及电子电路维修元器件基础及电子电路维修2010年年6月月8日日信毓昌信毓昌电子原器件主要内容电子原器件主要内容 电路设计电路设计认识元器件认识元器件二极管二极管二极管二极管二极管二极管整流二极管整流二极管稳压二极管稳压二极管三极管三极管电电 阻阻大功率电阻大功率电阻可调电阻可调电阻阻阻 排排实际检验实际检验电电 容容电电 感感晶体振荡器晶体振荡器电池盒电池盒保险管保险管小

9、电机小电机扬扬 声声 器器插插 座座插座的实际应用插座的实际应用插座的实际应用插座的实际应用插座的实际应用插座的实际应用DC电源接口电源接口开关和按钮开关和按钮矩阵键盘矩阵键盘排排 针针鳄鱼夹鳄鱼夹覆铜板覆铜板主要内容主要内容 芯芯 片片微控制器微控制器微控制器微控制器 凌阳单片机凌阳单片机 ；微处理器微处理器微处理器微处理器可编程逻辑器件可编程逻辑器件方波信号发生器方波信号发生器DSPDSP 主要内容主要内容 电气工程师需掌握哪些电子知识电气工程师需掌握哪些电子知识 ； 很多时候理论上可以很多时候理论上可以,实践实践上就不通。上就不通。 (一个小问题也可能折腾半天一个小问题也可能折腾半天)，

10、比电脑的知识要多不知道比电脑的知识要多不知道多少倍，学习电脑的，只要掌握几门语言就可以了，而搞电多少倍，学习电脑的，只要掌握几门语言就可以了，而搞电子的，需要的知识要全面很多，比如模拟电路，数字电路，子的，需要的知识要全面很多，比如模拟电路，数字电路，单片机，电路制版等单片机，电路制版等. 学而不精学而不精,还是无用还是无用武之地武之地 。应掌握的电子知识（参考）应掌握的电子知识（参考）主要内容主要内容 兴趣的引导兴趣的引导1 通过对一台正式产品数字万用表的安装、调试，了通过对一台正式产品数字万用表的安装、调试，了解电子产品的生产工艺流程，解电子产品的生产工艺流程， 掌握常用元器件的识别和测试

11、及电子产品生产基本掌握常用元器件的识别和测试及电子产品生产基本操作技能，培养动手能力。操作技能，培养动手能力。2 要求要求 (1) 能看懂数字万用表的原理框图、电原理图及能看懂数字万用表的原理框图、电原理图及装配图。装配图。 (2) 熟悉掌握电阻、电容。二极管。三极管等元熟悉掌握电阻、电容。二极管。三极管等元器件的识别和测量方法数字万用表的焊接、调试、器件的识别和测量方法数字万用表的焊接、调试、装配工艺流程。装配工艺流程。 (3) 独立完成一台数字万用表的安装、调试。独立完成一台数字万用表的安装、调试。(4) 分析、排除调试过程中所遇到的问题。分析、排除调试过程中所遇到的问题。 3数字万用表原

12、理数字万用表原理 框图由框图由:1).功能、量程选择功能、量程选择, 2). 参数转换电路，参数转换电路，3).ICL7106集成电路集成电路, 4 ).液晶显示器液晶显示器4部分组成。部分组成。 1 )功能、量程选择功能、量程选择 功能、量程选择由手动转换开关实现。功能、量程选择由手动转换开关实现。 2)测量参数转换电路测量参数转换电路 通常被测量参数除了直流电压无需转换，其通常被测量参数除了直流电压无需转换，其他被测量都须经过他被测量都须经过转换电路转换成相应的转换电路转换成相应的直流直流电压，电压，然后送人然后送人ICL7106，最后得到显示结果。，最后得到显示结果。 数字万用表的各类转

13、换电路一般由一些数字万用表的各类转换电路一般由一些分压或分压或分流电阻分流电阻网络构成，网络构成， 而交直流转换电路由而交直流转换电路由有元器件有元器件(二极管二极管)等实等实现现，数字表的功能和量程选择由转换开关实现。，数字表的功能和量程选择由转换开关实现。3)ICL7106集成电路集成电路 ICL7106是把双积分是把双积分式式AD转换，七段译转换，七段译码，码，LCD显示驱动，显示驱动，基准源和时钟等电路基准源和时钟等电路都集成在同一块芯片都集成在同一块芯片上的集成电路，它有上的集成电路，它有40个引脚，采用双列个引脚，采用双列直插式封装直插式封装. 在在袖珍式数字万用袖珍式数字万用表表

14、DT9205A中用电路板中用电路板一体化封装的芯片，体一体化封装的芯片，体积小，成本低廉。积小，成本低廉。 AD转换器原理图转换器原理图:一个测量周期工作过程可分为两个阶段来描述。一个测量周期工作过程可分为两个阶段来描述。(1)双积分式双积分式AD转换器的工作原理转换器的工作原理 AD转换器的是把一个数量上连续变换的转换器的是把一个数量上连续变换的模拟量转换为一个数量上离散变换的数字量模拟量转换为一个数量上离散变换的数字量。 数字万用表数字万用表,采用双积分式的采用双积分式的AD转换器，转换器，它它把输入模拟电压把输入模拟电压Ui与参考电压与参考电压UREF作比较，作比较，通过两次积分过程转换

15、为两个时间间隔比较。通过两次积分过程转换为两个时间间隔比较。 将模拟电压转换为与其成正比的时间将模拟电压转换为与其成正比的时间间隔，然后间隔，然后用时钟脉冲计数器测量这一时用时钟脉冲计数器测量这一时间间隔，所得的计数值间间隔，所得的计数值为为AD转换结果。转换结果。 AD转换工作原理转换工作原理 第一阶段第一阶段t1：测试开始：测试开始 :计数器清零，计数器清零，C放电，控制逻辑使放电，控制逻辑使S2、S3断开，断开，S1接通，接通，积分器对被测电压积分器对被测电压Ui进行反向积分进行反向积分(也叫采也叫采样样)，采样期间积分输出，采样期间积分输出U01向负线性增加。向负线性增加。 1i01T

16、RCuu 经过零比较器后通过控制逻辑打开经过零比较器后通过控制逻辑打开G，计数器开始对时钟脉冲计数，计数器开始对时钟脉冲计数，当计数到当计数到1000个脉冲时，溢出脉冲通过控制逻辑使个脉冲时，溢出脉冲通过控制逻辑使S1断开，断开，S2接通，采样结束接通，采样结束，计数器置零。采样时间，计数器置零。采样时间为为T1，则积分输出，则积分输出:1i01TRCuu 第二阶段第二阶段T2：S2导通，接通导通，接通UREF,积分器开积分器开始第二次积分，始第二次积分，V01开始负线性减少，计数器也重开始负线性减少，计数器也重新计数，当新计数，当U01下降到零时，控制逻辑使下降到零时，控制逻辑使S2断开，断

17、开，S3接通，积分停止，同时关闭门接通，积分停止，同时关闭门G，计数停止，计数停止，一个测量周期结束，反向积分时间为一个测量周期结束，反向积分时间为T2则：则：第二阶段反向积分时间为第二阶段反向积分时间为T2则：则：RCTuuREF20112TTuuREFi 由两式可得：由两式可得：)1i01(TRCuu第一阶段iiREFKuuuTT12模拟量模拟量ui转换为数字量转换为数字量T2：转换波形如图：转换波形如图：时钟脉冲周期为时钟脉冲周期为T,则则T1=N1T , T2=N2T,N1,N2分别是正反向积分别是正反向积分期间计数的时钟脉冲分期间计数的时钟脉冲个数，得：个数，得：12NNuuREFi

18、12NNuuREFiN1=1000是个定值是个定值, VREF=100 mV ,则则 : U i = 0.1N2 mVU5OPAMP+-OUTVVV0R4100kC10.1uV4150mV5-100mU22m12U32m12U4OPAMP+-OUTU5OPAMP+-OUTVV0R4100kC10.1uV450mV5-100mU22m12U32m12U4OPAMP+-OUT1.直流电压档：测量直流电压档：测量“2V”电压电压 仿真图形及仿真曲仿真图形及仿真曲线线C10.1U0C20.1UR32200kV+0210R21000KR201kR231ICL7106vin+vin-VREF+VREF-C

19、REF-CREF+V+200mv档0U1012R214500kR224500KR24900kR2590kR269KR271KV12VU20122V档200V档20V档1000V档U3012U4012U5012V直流电压档：测量直流电压档：测量“1.5V”电压仿真图形及仿真曲电压仿真图形及仿真曲线线C 10.1U0C 20.1UR 32200kV +0210R 21000KR 201kR 231IC L7106vin+vin-V R E F+V R E F-C R E F-C R E F+V+200mv档0U 1012R 214500kR 224500KR 24900kR 2590kR 269K

20、R 271KV 11.5VU 20122V档200V档20V档1000V档U 3012U 4012U 5012VC10.1UR21000K200mv档0U1012R254500kR264500kR27900kR2890kR299kR311kV11.5VU20122V档200V档20V档U30121000V档U4012U5012V2.直流电流档，测量直流电流档，测量“20mA”电压仿真图形及仿真曲线电压仿真图形及仿真曲线I220mAdcU2012U3012V20mA档U1012U4012U50120R629R610.99RCU0.012mA档200mA档R639010A档0C10.1UC30.1

21、UR32200k0V+210R21000KR201kR231ICL7106vin+vin-VREF+VREF-CREF-CREF+V+U5012U60120R289R290.99R310.01C10.1UR21000K200mA档2mA档R279010A档20mA档U7012I120mAdcU2012U8012V0R2900kR390kR49kR51kV1FREQ = 50VAMPL = 282.2vVOFF = 0C2220nD11N450012D21N450012D31N450012C510uCMAXC63.3uCMAXC73.3uCMAXR173kR181.87kR196.8kR2010

22、0R149000k0C147pV29vV39vR15220k2V档20V档200V档750V档R21100kR22100k0U1ALM324+3-2V+4V-11OUT1VVVV3.交流电压档：测量交流交流电压档：测量交流“200V”电压电压 仿真图形及仿真曲线仿真图形及仿真曲线3.交流电压档：测量交流交流电压档：测量交流“100V”电压电压 仿真图形及仿真曲线仿真图形及仿真曲线0R2900kR390kR49kR51kV1FREQ = 50VAMPL = 141VOFF = 0C2220nD11N450012D21N450012D31N450012C510uCMAXC63.3uCMAXC73.

23、3uCMAXR173kR181.87kR196.8kR20100R149000k0C147pV29vV39vR15220k750V档200V档20V档2V档R21100kR22100k0U1ALM324+3-2V+4V-11OUT1VVVVIIIIV-V+V-V+I0C 30.1UC 40.1UR 32200k0R 31000KR 201kR 231IC L7106vin+vin-V R E F+V R E F-C R E F-C R E F+V+R 34220kC 50.1u00R 2590kR 269kR 27900R 28100R 292KU 20122K档200档R 31900kU 4

24、012U 7012200K档20K档Q1Q2N 2222R 331000kC 61nU 6012U 3012U 10122M档4.电阻档：测量电阻档：测量“1M”电阻电阻 仿真图形及仿真曲线仿真图形及仿真曲线常规的几种故障与维修常规的几种故障与维修1、不显示：首先检查电源线是否存在开路现象，检、不显示：首先检查电源线是否存在开路现象，检查开关是否有损坏，检查查开关是否有损坏，检查Q1、Q2、D1、D2是否焊是否焊反，检查反，检查IC2是否正常工作或虚焊、贴反等现象，检是否正常工作或虚焊、贴反等现象，检查查R1-R6电阻的数值和虚焊问题。电阻的数值和虚焊问题。2、笔画问题：检查对应的功能脚是否正

25、常，检查液、笔画问题：检查对应的功能脚是否正常，检查液晶的装配情况是否存在不良，检查对应的笔画脚的走晶的装配情况是否存在不良，检查对应的笔画脚的走线是否存在短路和断路等现象。导电胶条是否放置正线是否存在短路和断路等现象。导电胶条是否放置正确。确。3、直流电压误差：检查、直流电压误差：检查R13、R12的数值是否有插的数值是否有插错，检查对应的分压电阻是否存在插错、短路、虚焊错，检查对应的分压电阻是否存在插错、短路、虚焊等现象。等现象。4、交流不输入：检查、交流不输入：检查D3、D4是否存在插反现象，检是否存在插反现象，检查查IC3是否功能失效、虚焊等现象。是否功能失效、虚焊等现象。5、电容档不

26、输入：首先检查交流电压是否正常，如、电容档不输入：首先检查交流电压是否正常，如果不正常应该从交流电路着手，倘若正常，那么就是果不正常应该从交流电路着手，倘若正常，那么就是电容档问题，首先要看四个电容档问题，首先要看四个10nF电容是否存在虚焊、电容是否存在虚焊、插错等现象。再检查各电阻的数值与焊接问题，最后插错等现象。再检查各电阻的数值与焊接问题，最后判定判定324的功能问题。的功能问题。6、蜂鸣器不叫：检查蜂鸣器在焊接部分是否存在短、蜂鸣器不叫：检查蜂鸣器在焊接部分是否存在短路，检查路，检查R15、R16、R14、Q4、R38、R39的数值的数值是否插错或焊接问题。再检查是否插错或焊接问题。再检查IC2b、IC3C的功能及的功能及焊接问题。用手指压紧陶瓷晶片后，声音是否有所改焊接问题。用手指压紧陶瓷晶片后，声音是否有所