變頻器電路全圖及說明

.康沃CVF-G-5.5kW變頻器主電路圖康沃CVF-G-5.5kW變頻器主電路圖說.這臺5.5kW康沃變頻器的主電路，就是一個模塊加上四只電容器呀。除了模塊和電容，沒有其它東西了。在維修界，流行著這樣的說法：寧修三臺大的，不修一臺小的；小機器風險大，大機器風險小。小功率變頻器結(jié)構(gòu)緊湊，有時候檢查電路都伸不進表筆去，只有引出線來測量，確實麻煩。此其一；小功率變頻器，主電路就一個模塊，整流和逆變都在里面了。內(nèi)部壞了一只IGBT管子，一般情況下只有將整個模塊換新，投入的成本高，利潤空間小。而且萬一出現(xiàn)意外情況，換上的模塊再壞一次，那就是賠錢買賣了。要高了價，用戶不修了，要低的價，有一定的修理風險。如同雞肋，食之無味，棄之可惜。修理風險也大。大機器空間大，在檢修上方便，無論是整流電路還是逆變電路，采用分立式模塊，壞一只換一只，維修成本偏偏低下來了。而大功率變頻器的維修收費上，相應(yīng)空間也大呀。修一臺大功率機器，比修小的三臺，都合算啊。 因變頻器直流電路的儲能電容器容量較大，且電壓值較高，整流電路對電容器的直接充電，有可能會造成整流模塊損壞和前級電源開關(guān)跳閘。其實這種強Y充電，對電容器的電極引線，也是一個大的沖擊，也有可能造成電容器的損壞。故一般在整流電路和儲能電容器之間接有充電電阻和充電繼電器（接觸器）。變頻器在上電初期，由充電電阻限流給電容器充電，在電容器上建立起一定電壓后，充電繼電器閉合，整流電路才與儲能電容器連為一體，變頻器可以運行。充電電阻起了一個緩沖作用，實施了一個安全充電的過程。 當負載轉(zhuǎn)速超過變頻器的輸出轉(zhuǎn)速，由U、V、W輸出端子向直流電路饋回再生能量時，若不能及時將此能量耗散掉，異常升高的直流電壓會危及儲能電容和逆模塊的安全。BSM15GP120模塊內(nèi)置制動單元，機器內(nèi)部內(nèi)置制動電阻RXG28-60。雖有內(nèi)置制動電阻，但機器也有P1、PB外接制動電阻端子，當內(nèi)置電阻不能完全消耗再行能量時，可由端子并接外部制動電阻，完成對電機發(fā)電的再生能量的耗散。制動單元的開關(guān)信號由GB、N兩個控制端子引入，制動開關(guān)信號是由CPU主板提供的。 對IGBT逆變電路的保護，1、過流、短路保護電路IGBT管壓降檢測電路，又稱為模塊故障檢測電路。驅(qū)動電路一般也兼有模塊故障檢測功能。在IGBT模塊內(nèi)流通異常電流時，實施快速停機保護；2、電壓保護電路直流電路的電壓檢測電路，逆變電路供電異常時，實施停機保護；3、個別機器還有輸入三相電源檢測電路，和輸出三相電壓檢測電路，在輸入電源電壓缺相和缺出異常時，均會實施停機保護；4、溫度保護電路模塊溫度檢測電路，在運行狀態(tài)中檢測模塊溫度異常上升時，實施停機保護。一般的溫度檢測電路，由溫度傳感元件與后續(xù)電路構(gòu)成。BSM15GP120模塊內(nèi)部，內(nèi)置有模塊溫度檢測電路，模塊溫升異常時輸出高電平信號給CPU。 早期生產(chǎn)的變頻器產(chǎn)品，逆變功率電路有采用可控硅器件的，在可控硅的關(guān)斷和換相上控制較為復雜，載波頻率往往也較低。電機運行的噪聲和振動都要大一些。是不是也有人考慮過用雙極型器件（晶體三極管）做功率逆變電路的，但因三極管為電流驅(qū)動型器件，驅(qū)動電路須提供很大的驅(qū)動功率，這會帶來極大驅(qū)動功耗和驅(qū)動電路應(yīng)做成一塊相當大的線路板，這樣不光考慮模塊的散熱，還要考慮驅(qū)動電路的散熱了。也有人考慮用場效應(yīng)晶體管來做，但場效應(yīng)晶體管的導導通壓降太大，這會形成管子本身的功耗，而且場效應(yīng)晶體管的功率容量也是有限的。再后來，隨著技術(shù)的進步，出現(xiàn)了新型器件IGBT管子。該器件融合了雙極型器件和場效應(yīng)器件兩者的優(yōu)點電壓控制、較小的導通壓降和較大的功率容量。使驅(qū)動電路和IGBT模塊本身的功耗都大為降低，并且易于驅(qū)動。所以現(xiàn)在所有的變頻器的功率輸出電路，一律都是采用IGBT模塊了。康沃CVF-G-5.5kW變頻器開關(guān)電源電路圖康沃CVF-G-5.5kW變頻器開關(guān)電源電路圖說任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當高的因其要提供整機的電源供應(yīng)，負擔最重?？醇译娋S修有關(guān)彩色電視機的文章，對于開關(guān)電源的修理，那是需要拿出專門章節(jié)來討論的。變頻器的開關(guān)電源電路，形式上比較單一，相差倒不大，不像彩電的電源電路那么五花八門。別以為電路簡單，修理就會相對簡單，簡單電路也是有疑難故障的喲！檢修起來不像線性電源那么直觀，開關(guān)電源的任一個小環(huán)節(jié)振蕩、穩(wěn)壓、保護、負載等出現(xiàn)異常，都會使電路出現(xiàn)千奇百怪的故障現(xiàn)象！人干電氣、電子修理這個行當越久、越深入，便越是自負不起來，同一種電路，你修過了一千種故障，但說不定哪一天，在你覺得躊躇滿志不在話下的當兒，第一千零一種故障現(xiàn)身了，也能讓你撓會兒頭。 R40、R41、LED組成上電啟動電路，為振蕩芯片U1-3844B提供上電時的起振電流。在電路起振工作后，由自供電繞組、D13、D14、C30構(gòu)成的整流濾波電路為U1提供工作電源。自供電繞組、D13、C31整流濾波電路輸出的電壓，同時也作為反饋電壓信號輸入到U1的2腳，由內(nèi)部誤差放大器與基準電壓比較，輸出控制電壓控制內(nèi)部PWM波發(fā)生器，改變U1的6腳輸出脈沖的占空比，從而控制開關(guān)管K2225的導通與截止時間，維持次級繞組輸出電壓的穩(wěn)定。自供電繞組、D13、D14、C30、C31既是U1的供電電源，同時構(gòu)成了穩(wěn)壓電路，將因電網(wǎng)電壓波動或負載電流變動引起的次級繞組輸出電壓的變化，反饋到U1的2腳，實現(xiàn)穩(wěn)壓控制。 在U1的7腳供電電壓值超過16V以上時，U1的8腳輸出5V基準電壓，為U1的4腳外接振蕩電路的定時元件提供充、放電能量，4腳R、C元件與內(nèi)部電路配合，在4腳產(chǎn)生鋸齒波振蕩脈沖，該脈沖送入內(nèi)部PWM波形成電路。 開關(guān)變壓器BT的初級繞組與開關(guān)管串接，由開關(guān)管的導通和截止，將直流供電能量經(jīng)BT繞組轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兡芰浚姶拍芰浚?，再耦合到次級電路。與主繞組相并聯(lián)的D15、C32、R39等元件，提供開關(guān)管截止時主繞組感生反向電流的泄放通路，抑制了反向電壓的峰值，并加快了開關(guān)管的截止速度，同時也避免了開關(guān)管承受過高反壓而損壞，具有一定保護作用；開關(guān)管源極串聯(lián)的電流采樣電路R37，將流過主繞組和開關(guān)管的電流轉(zhuǎn)化為電壓信號，輸入到U1的3腳，當開關(guān)管流過異常電流時，R37上電壓降上升，U1的3腳內(nèi)部電流信號處理電路，輸出控制信號，或改變6腳脈沖信號的占空比，使開關(guān)管截止時間變長，以降低電源的輸出電流。在有過流狀況發(fā)生但R36上電壓降在1V以下時，內(nèi)部電流信號處理電路輸入信號，控制6腳輸出信號的占空比，實施限流控制。而當過流嚴重使R36上電壓上升為1V以上時，內(nèi)部電流信號處理電路使U1停振，以實施過流保護。當聽到開關(guān)電源發(fā)出“打嗝”聲，處于時振時停狀態(tài)下，說明負載電路有嚴重過流情況發(fā)生，處于過流停振保護的臨界點上?！按蜞谩爆F(xiàn)象，實質(zhì)上是電路本身實施的保護動作。 次級繞組輸出電壓經(jīng)D9、C25整流濾波成+8V直流電源，送入CPU主板，再經(jīng)后級電路穩(wěn)壓成+5V，供CPU電路；次級繞組輸出電壓經(jīng)D6、C20整流濾波成24V直流電源，供充電繼電器MC的線圈供電，變頻器上電時，先由充電電阻給直流電路的儲能電容器充電，CPU再輸出一個MC閉合指令（由CON1端子的29腳進入），MC閉合，將充電電阻短接。24V電源還作為兩只散熱風扇的供電電源，兩只散熱風扇由三極管T2、T3驅(qū)動，風扇運轉(zhuǎn)指令也由CPU以端子CON1的27腳輸入，控制T2、T3的導通與截止。另有兩組D10、C27和D8、C23等整流濾波電源，分別輸出+18V和-18V兩路供電，送入CPU主板，再由后級穩(wěn)壓電路處理成+15V、-15V直流穩(wěn)壓電源，供電流、電壓保護檢測電路和控制電路。-18V的供電繞組，同時還由D7正向整流成正電壓，作為直流電壓的檢測信號，送入后級直流電路電壓檢測電路，進一步處理后，送入CPU，供過、欠壓保護、直流電壓顯示、參與輸出電路控制等?？滴諧VF-G-5.5kW變頻器驅(qū)動電路圖康沃CVF-G-5.5kW變頻器驅(qū)動電路圖說小功率變頻器主電路、開關(guān)電源電路、驅(qū)動電路，往往是做于一塊線路板上的，不能簡單地稱為電源/驅(qū)動板了，三相整流、三相逆變和儲能電容器也在線路板上呀。該塊線路板的故障率較高，能占到變頻器總故障率的80%左右。CPU主板故障相對較小，低電壓小電流信號嘛。主電路器件，如逆變模塊，和驅(qū)動電路，有故障共生的特點，模塊的損壞，必將波及驅(qū)動電路受沖擊；驅(qū)動電路的異常，也往往危及到模塊。所謂變頻器維修，維修人員的大部分時間是耗費在這塊板子上的。電源/驅(qū)動板的電路結(jié)構(gòu)是大同小異的，各個品牌的變頻器的電源/驅(qū)動板你要是修理多了經(jīng)手多了感覺都差不多的。CPU主板，這是一個不太準確的稱謂，變頻器的中心控制部件國人習慣上稱為單片機，國際上稱其為微控制器（因結(jié)構(gòu)性能上高于微處理器）。但大家吆喝CPU主板已經(jīng)成習慣了，仿佛約定俗成似的，我也隨大溜，把以微控制器為中心的那塊板子，稱為CPU主板了。CPU主板電路，包括單片機及外單片機外圍電路，控制端子的輸入、輸出信號電路、電流電壓檢測電路、溫度檢測電路、其它控制電路等。對CPU主板電路的維修，在無電路原理圖的情況下，難度是較大的。尤其是多層印刷線路和小體積貼片元件構(gòu)成的CPU主板。一般變頻器都是都是由這兩塊板子構(gòu)成的，當然也有例外的啊，也有把開關(guān)電源與單片機做在一個板子上的。驅(qū)動IC由TLP250擔任，對驅(qū)動IC的供電來說（以U相上橋臂驅(qū)動電路為例），是由D5、C19整流濾波電路直接提供24V單電源供電的，但24V電源回路中，由R26、Z1、C5的穩(wěn)壓電路又“人為”分離出一個零電位點來，這個零電位點經(jīng)模塊觸發(fā)端子加到逆變模塊內(nèi)部IGBT管子的射極。假定穩(wěn)壓管Z1的擊穿電壓值為9V，則供電電源的正端對零電位點的電壓值為+15V，對供電電源的負端電壓值為-9V。因而，當U1的6/7腳輸出高電平的激勵電壓時，IGBT的柵-射結(jié)被接入+15V的激勵電壓，IGBT管子被驅(qū)動而開通，這個驅(qū)動過程實質(zhì)上是+15V電壓對柵-射結(jié)電容充電的過程；當U1的6/7腳輸出低電平的激勵電壓時，IGBT的柵-射結(jié)被接入-9V的截止電壓，IGBT管子的柵-射結(jié)承受反偏壓而截止，這個截止過程實質(zhì)上是-9V供電對IGBT管子的柵-射結(jié)電容內(nèi)儲存的電荷進行中和而使其快速消失的過程?？梢哉f，對IGBT管子的開通的控制是由+15V電源對其柵-射結(jié)電容“灌入電流”的結(jié)果使然；而對IGBT管子的截止的控制，則是由-9V電源對柵-射結(jié)電容內(nèi)儲存電荷進行快速“拉出電流”的結(jié)果使然。我一直對IGBT管子是電壓型控制器件的理論頗有微言，而認為此類管子仍為電流型控制器件，在寫作此文的過程中，覺得我的說法有點矯枉過正的意思了。相對于雙極型器件，IGBT管子的驅(qū)動電路只是提供了瞬態(tài)的驅(qū)動電流，而前者的驅(qū)動電路則一直在提供“常態(tài)”的驅(qū)動電流。大功率變頻器的逆變電路若是采用雙極型器件的話，其驅(qū)動電路的電流輸出能力和本身功耗，將是非常之大的。這也正是IGBT模塊所以被廣泛采用的原因了。將IGBT器件定義為電壓驅(qū)動型器件，容易讓人產(chǎn)生IGBT管子的觸發(fā)回路不吸取電流，不消耗驅(qū)動功率的誤解。我們說，電容本身雖然為儲能元件，IGBT管子的柵-射結(jié)電容上的電荷，在驅(qū)動電路的作用下反復充放， IGBT管子的輸入回路的內(nèi)電路（比如串接于回路的電阻元件）是消耗能量的。事實上，瞬態(tài)較大的充、放電電流，在驅(qū)動IC或功率驅(qū)動管的內(nèi)阻和柵極電阻（R12）上，仍舊