变频器的工作原理和维护应用

变频器的工作原理及应用电变成电压、频率都可调的交流电源。现在使用的变频器主要采用交—交或交—直—交方式，例如最常用交—直—交方式VVVF变频或矢量控制变频，先把工频交流电源通过整流器转换成直变频器主要由整流（交流变直流变频器主要由整流（交流变直流、滤波、再次整流（直流变交流元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。2、整流电路7MBI<BR><BR>有的品牌变频器整(10VG9S(P9S)11kWCVM40CD120整流模块引脚及功能的名称。整流:R、S、T、A(+)、N-(-)充电晶闸管:A1、P1、G+n(触发)制动管:DB、N_、G7(触发) DB1 B+是其续流二极电源开关管:D8、S8、G8热敏电阻:Th1、Th2(VM100BB160)30kW75kW并联整流模块。3、平波电路6去电感而采用简单电容滤波平波电路。开。有没有漏液现象来判断的它的好坏。4、控制电路1632DSP全数字化控制。电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”，但实际使用变频器时，其维护工作也比较复杂。这里就变频器控制电路故障报警产生原因提供以下一些处理方法。设置不正确会导致变频器报警而不能正常工作。参数设置一般缺省值并不能满足大多数传动系统的要求。所以用户在正确使用变频器之前，要求对变频器参数做如下设置:参数可以从电机铭牌中直接得到变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID选定控制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动态辨别。可以根据实际情况选择启动方式。可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式。面板给“OC”过流报警故障这是变频最常见故障，首先排除由于参数问题而导致的故障，例如:电流限FVR-075G7S-4EXFVR-075G7S-4EX3是否出了问题。“OV”过压故障首先先要排除由于参数问题而导致的故障，例如:减速时间过短，以及由于的电压检测电路的电压采样点都是中间直流母线取样后(530V5”“UV”欠压故障判断和电压相同。“OH”过热故障件是否正常。“SC”短路故障616G545P5电路。“SC”故障会消除。“FU”快速熔断故障SV030IH-4快熔损坏以后必然会出现快熔一端电压丢失，此时隔离光耦动作，出现FU报5、逆变电路U、V、W120°电角度的三相交流电压。IGBTGTR块)IGBTIGBT10kGwEw(Gw，Ew)PWGwEw，PWG-EC-E模块损坏，大多情况下会损坏驱动元器件。最容易损坏的器件是稳IGBTP二.变频器应用1、频器不要装在有震动的设备上松动，有不少变频器就因为这原因而损坏。2、接线问题：变频器输入端最好接上一个空气开头保护电流以值不能太大，以2米长的最好用屏蔽线。变频器旁边不要装有大电流而且经常动作的接触器，因为它对变频器干扰非常大，经常使变频器误动作（显示各种故障）。三、经常要急停车的变频器最好不要依靠变频器本身刹车，而是另加刹车电阴或采用机械刹车，否则变频器经常受电机反电动势冲击，故障率会大大提高。四、如果变频器经常低速运行15HZ以下，则电机要另加散热风扇！五、灰尘与潮湿是变频器的最致命杀手。最好能将变频器安装在空调房里，或装在有虑尘网的电柜里，要定时清扫电路板及散热器上的灰尘；停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。所以当风扇有响声应该更换。压或过压保护装置，效果很好。八、防雷也很重要。虽然很少发生，但当变频器被雷击，将损坏惨重。恒压供水的变频器最容易被雷击，因为它有一条伸向天空的引雷水管。九、为防止电磁波干扰，变频器输入、输出、控制线最好用屏蔽线，屏蔽层接线方法不能错，否则作用相反，有可能的再用铁管套住，加装滤波器，调低载波频率。我们发现如果变频器开关电源的开关管是场效应管（如K系列）则其干扰会大些。十、当变频器坏了以后，不要交给没有维修经验的人修理！否则可能越修越坏！有时快熔断了，一定要检查是否有问题，有的电工没有经验，马上装上一个好的快熔（绝对不能用铜线代替），结果是变频器烧毁更厉害。按我们的经验，如果快熔断则模块大多有问题，但模块坏快熔一不定断。很多变频器功率模块、整流模块是可互相替换的。十一、我们在维修变频器过程中，经常碰到有些工厂自己维修后又炸掉的变频器，而且损坏比原来更严重，更难维修。经检查，原来他们用的是维修过的模块。维修的模块用仪表是很难检测出来，各参数完全正常，但由于其内部接线粗糙，晶体管的密封硅脂打开后没法封好，这样的模块有的能用几个月，有的一开机就炸毁。问题，我们将感到非常欣慰三．变频器系统配套用的三种电抗器13LA111器后能有效地抑制谐波电波。LDCLDC能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。LA2（电机）2需要安装进线电抗器的场合才能保证变频器可靠的运行。600kVA10m33％，K（1）计算：切换以调整功率因数的电容器装置。进线电抗器容量的选择2％～4％，1L（2）所示：UV——交流输入相电压有效值ΔUL——电抗器额定电压降（V）；In——电抗器额定电流（A）；f——电网频率（Hz）。75kW10V50.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行55kW输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐2三相交流进线电抗器的设计计算ΔUL，InXLXL（3）求得：XL=ΔUL/In(Ω)(3)有了以上数据便可以对电抗器进行结构设计。电抗器铁芯截面积S与电抗器压降ΔUL的关系，如式（4）所示：式中：ΔUL——单位V；f——电源频率（Hz）；B——磁通密度（T）；N——电抗器的线圈圈数；KsKs=0.93AInN(5)A=InN/(jKA)(5)式中：j——2～2.5A/mm2KA0.4～0.5。铁芯截面积与窗口面积的乘积关系如式（6）所示：SA=UI/(4.44fBjKsKA×10－4)（6）由式(6)可知，根据电抗器的容量UI(=ΔULIn)值，选用适当的铁芯使截面积SA的积能符合式(6)的关系。B=0.6T，j=200A/cm2，Ks=0.93，K=0.45，设A=1.5S,则电抗器铁芯截A面与容量的关系为：2～5mm电抗器电感量的测定LDC4IdI～，用电容C=200μFLDCU～L。交流电抗器电感量的测定1000Hz，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表5rL，每相电感值可按式（11）计算：式中：U——交流电压表的读数(V)；I——交流电流表的读数(A)；r——电抗器每相线圈电阻(Ω)。L由于电抗器线圈内阻rL很小，在工程计算中常可忽略。得推广应用。谐波补偿输入电抗器的好处包括：明显消除因电厂功率因数校正电容开启而造成的跳闸削减输入谐波(晶体管、SCR)延长电机寿命(20to40°C)(3–5分贝)改善电力失真过滤电气噪声(脉冲失真和输入毛刺)改善波形电抗器是解决变频器电能质量问题的低成本方案，还可选用LC佳输入侧：加电抗器抑制谐波干扰的作用原理主要是增加了电源阻抗，降低了由的污染。波和后行波的互激，产生高电压导致电机绝缘的损坏四、变频调速系统的抗干扰对策根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）12、在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电输入滤波器通常又有两种：a、线路滤波器主要由电感线圈构成。它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。b、辐射滤波器主要由高频电容器构成。它将吸收掉频率很高的、具有辐射能量的谐波成分。输出滤波器也由电感线圈构成。它可以有效地削弱输出电流中的引起的附加转矩。对于变频器输出端的抗干扰措施，必须注意以下方面：a、频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管导通（关断）瞬间，产生峰值很大的充电（或放电）电流，损害逆变管；b、输出滤波器由LC须与电动机侧相接。3、屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，要求信号线尽可能短（一般为20m），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路线及控制线完全分离，决不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。4、正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的干扰。在实际应用系统中，由于系统电源零线（中线）、地线（保护接地、系统接地）不分、控制系统屏蔽地（控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地）的混乱连接，大大降低了系统的稳定性和可靠性。对于变频器，主回路端子PE（E、G）的正确接地是提高变频器抑制噪声能2.5mm2，20m地与其它动力设备接地点分开，不能共地。5、采用电抗器 在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所）所占的比重是很高的，它们除可能干扰其他设备的正常运行之外还因为它们消耗了大量的无功功率使线的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种： 电抗器串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有a、 通过抑制谐波电流，将功率因数提高至（0.75-0.85）；b、 削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击；c、 削弱电源电压不平衡的影响。就是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因数方面比交流电抗器有0.95，并具有结构简单、体积小等优点。6、合理布线对于通过感应方式传播的干扰信号，可以通过合理布线的方式来削弱。；（2） 其他设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入、输出线平五．常见变频器故障判断及处理五．常见变频器故障判断及处理在变频器日常维护过程中，经常遇到各种各样的问题，如外围线路问题，参数设定不良或机械故障等一系列问题，同时也有可能是变频器出现故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。1、静态测试测试整流电路PN端，找万表调到电阻X10档，红表棒接到，黑表棒分别接到黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将N端，重复以上步骤，都应行到相同结果。如果有以下结果，可判定电路已出现异常，①阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。②红表棒接P端时，电阻无穷大，可以判定整流桥故障或起动电阻出现故障。测试逆变电路P端，黑表棒分别接WN端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可以确定逆变模块故障。2、动态测试在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意以下几点。380V220V会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。致变频器出现故障，严重时会出现炸机等情况。上电后检测故障显示内容，并初步断定故障用原因。如未显示故障，首先检查参数是否异常，并将参数复归后，进行空载（机）情况下启动变频器，并测试W三相输出电压值。如出现缺相、三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障。在输出电压正常（无缺相、三相不平衡）是满负载测试。3、故障判断1、整流模块损坏一般是由二电网电压或内部短路引起，在排除内部短路的情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。2、逆变模块损坏一般是由于电机或电缆损坏及驱动故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换