變頻器培訓(xùn)班講義

變頻器(INVERTER)講義,楊遠(yuǎn)升,變頻器培訓(xùn)班實(shí)訓(xùn)課程表,學(xué)習(xí)內(nèi)容,變頻器的結(jié)構(gòu)與工作原理變頻器和外圍設(shè)備的接線變頻器的操作和運(yùn)行變頻器的參數(shù)設(shè)置變頻器和外圍調(diào)和的接線變頻器的應(yīng)用案例變頻器的信號(hào)和質(zhì)量檢查維修,引言,直流電機(jī)的主磁通和電樞電流分布的空間位置是確定的，而且可以獨(dú)立進(jìn)行控制，交流異步電機(jī)的磁通則由定子與轉(zhuǎn)子電流合成產(chǎn)生，它的空間位置相對(duì)于定子和轉(zhuǎn)子都是運(yùn)動(dòng)的，除此以外，在籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子電流還是不可測(cè)和不可控的。因此，異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型要比直流電機(jī)模型復(fù)雜得多，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，人們對(duì)它的精確表述不得要領(lǐng)。好在不少機(jī)械負(fù)載，例如風(fēng)機(jī)和水泵，并不需要很高的動(dòng)態(tài)性能，只要在一定范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速就行，因此可以只用電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型來(lái)設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制，可以采用轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比帶低頻電壓補(bǔ)償?shù)目刂品桨?，這就是常用的通用變頻器控制系統(tǒng)。,三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性,改變P、S（UR）F都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。,1、調(diào)壓調(diào)速,改變電源電壓U時(shí)，人為特性曲線中Tmax變小，而不變。,對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范圍不大。對(duì)于風(fēng)機(jī)設(shè)備的調(diào)速范圍稍寬一點(diǎn)。,什么是變頻器？變頻器組成部分?,變頻器主要由:逆變模塊、整流模塊、整流橋、控制板、驅(qū)動(dòng)板、主回路板、電源板、分線板、制動(dòng)電阻、電解電容器、金屬膜電容器、電阻器、繼電器、接觸器、快速熔斷器、RS485接口、RS232接口、電流傳感器、散熱風(fēng)機(jī)、散熱器、充電電阻、光耦、溫控開(kāi)關(guān)、電源厚膜組件、頻率厚膜組件、缺相厚膜組件、快速三極管、主回路端子排、控制回路端子排、接線端子、充電指示燈、壓敏電阻等。除此之外，外部部件還有：制動(dòng)單元、輸入電抗器、輸出電抗器、直流電抗器、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)、遠(yuǎn)控鍵盤(pán)、遠(yuǎn)控電源、遠(yuǎn)控電纜、自動(dòng)控制專(zhuān)用接口板、RS232/RS485總線適配器、RS232總線分配器、RS232總線電纜、RS485通信電纜、機(jī)殼、機(jī)箱、機(jī)柜等組成。,變頻器是:利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行。,轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)型控制系統(tǒng),電壓/頻率比控制是控制定子電壓和定子頻率，使定子電壓以一定的函數(shù)關(guān)系跟蹤定子頻率的變化，從而在調(diào)頻調(diào)速過(guò)程中近似地保持電機(jī)氣隙磁通不變的一種控制方法。中間直流電壓可調(diào)的電壓型逆變器異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路由基準(zhǔn)部分、整流器控制部分和逆變器控制部分組成。,電壓/頻率比控制，無(wú)法控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率，對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)由同一臺(tái)逆變器供電的情況，各臺(tái)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率一般是不同的，即使同一臺(tái)異步電機(jī)，轉(zhuǎn)差頻率的大小也是隨負(fù)載的大小而變化的。是一種頻率（轉(zhuǎn)速）的開(kāi)環(huán)控制，并不能對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的控制。如果變頻調(diào)速系統(tǒng)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)而不需要頻繁起動(dòng)和制動(dòng)；或者負(fù)載特性比較固定，基本上不需要因電機(jī)特性差異而進(jìn)行調(diào)整的一類(lèi)負(fù)載（風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能調(diào)速），可以采用電壓閉環(huán)、轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的控制系統(tǒng)。,一、變頻器的種類(lèi),低壓變頻器(220V和380V)中壓變頻器(660V和1140V)高壓變頻器(3KV、6KV、6.6KV、10KV)。,按供電壓等級(jí)分,按功能分,恒功率變頻器平方轉(zhuǎn)矩變頻器簡(jiǎn)易型變頻器通用型變頻器電梯專(zhuān)用變頻器,按電源的性質(zhì)分,電流型變頻器電壓型變頻器,按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分,PAM輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器PWM輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器,按控制方式分,U/f控制方式轉(zhuǎn)差頻率控制方式,按主開(kāi)關(guān)器件分,IGBT（絕緣柵雙極晶體管的縮寫(xiě)）GTO（可判斷晶閘管的縮寫(xiě)）BJT（雙極結(jié)型晶體管的縮寫(xiě)）,按外型分,塑殼變頻器(小功率)鐵殼變頻器(多為中功率)柜式變頻器(大功率),一、變頻器的結(jié)構(gòu)與工作原理,1、變頻器的分類(lèi)：交交型變頻器分為交直交型A、交交變頻器可將工頻交流直接換成頻率，電壓均可控制的交流，又稱(chēng)直接式變頻器。B、交直交變頻器則是把式頻交流通過(guò)整流變成直流電，然后再把直流電變換成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱(chēng)為間接型變頻器。,2、變頻器的基本組成（交直交型）1、整流器1、主電路2、中間直流環(huán)節(jié)3、逆變器2、控制電路組成,如圖所示：,圖1變頻器電路結(jié)構(gòu)框圖,電源,整流通過(guò)6個(gè)二極管把三相交流電變成單相直流電,緩沖電阻限流作用,繼電器,晶閘管,脈動(dòng)電流、脈動(dòng)電壓,濾波電容,濾波電容,直流母線,電源指示燈,IGBT大功率晶閘管,外接制動(dòng)電阻,IGBT,續(xù)流二極管,阻容吸收回路,1、電源進(jìn)線：R、S、T三個(gè)端子；2、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6組成整流部分；三相交流電輸入通過(guò)6個(gè)二極管整流變成直流；RL緩沖電阻，它由晶閘管或SL繼電器觸點(diǎn)來(lái)控制；RL的作用是緩沖，怎么緩沖法：就是說(shuō)當(dāng)這個(gè)變頻器運(yùn)行剛剛接通電源時(shí)候，通常，晶閘管或SL是斷開(kāi)的，它是處于斷開(kāi)狀態(tài)，那RL串聯(lián)在電路，這個(gè)時(shí)候它起到的是限流作用，限制電流迅速增加，當(dāng)接通運(yùn)行一段時(shí)間以后，晶閘管或SL短接，這樣就把緩沖電阻短路，這是第一個(gè)部分緩沖電阻；3、CF1、CF2是濾波電容，因?yàn)檎鞒鰜?lái)是個(gè)脈動(dòng)的電流，通過(guò)濾波以后變成比較平滑的直流，由于變頻器沒(méi)有降壓直接通過(guò)整流，我們把上面那條線和下面那條線叫做直流母線，直流母線上的電壓比較高，單獨(dú)一個(gè)電容耐壓達(dá)不到要求，通常把2個(gè)電容并聯(lián)，提高電容的耐壓，由于2個(gè)電容的參數(shù)不同，右能2工巧匠個(gè)電容的分壓，所以在2個(gè)電容上并聯(lián)了2個(gè)電阻R1和R2，這2個(gè)電阻叫均壓電阻，要求這2個(gè)電阻的阻值要一致，這樣使CF1、CF2分壓一致，CF1和CF2主要是起到濾波的作用，把脈動(dòng)的直流變成平滑的直流；4、HL是電源指示燈，R、S、T電源接通后整流以后HL指示燈就亮，R、S、T電源切斷后HL指示燈仍然維持點(diǎn)亮，是因?yàn)殡娙軨F1和CF2向HL燈放電的原因，接線時(shí)請(qǐng)注意，當(dāng)切斷電源后要等HL燈完全熄滅后才能接線，如果燈亮進(jìn)行接線，很容易造成觸電，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候電容CF1和CF2仍然帶電，就會(huì)造成觸電現(xiàn)像；,變頻器主電路：,5、VB是IGBT是個(gè)大功率電力晶體管，RB是制動(dòng)電阻，IGBT和RB構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部的制動(dòng)環(huán)節(jié)，制動(dòng)環(huán)節(jié)它主要是用來(lái)消耗電機(jī)減速或電機(jī)剎車(chē)的時(shí)候，因?yàn)殡姍C(jī)是電感性負(fù)載，它會(huì)反向放電，它會(huì)通過(guò)續(xù)流二極管放到直流母線上，這個(gè)時(shí)候直流母線電壓就會(huì)上升，高到一定的時(shí)候會(huì)把變頻器的逆變管或整流管擊穿，為了避免這種現(xiàn)像發(fā)生，就加上了放電電阻，當(dāng)電機(jī)減速或電機(jī)剎車(chē)的時(shí)候，VB導(dǎo)通，通過(guò)制動(dòng)回路把電能消耗完，如果電機(jī)比較大，電機(jī)經(jīng)常處于正反轉(zhuǎn)功剎車(chē)的情況下，制動(dòng)電阻功率不夠，就要增加一個(gè)外接制動(dòng)電阻，電路經(jīng)色部分就是外接制動(dòng)電阻，外接電阻一端與直流母線+端相連接，另一端PR與制動(dòng)晶體管連接，由電路可看出內(nèi)置制動(dòng)電阻與外部制動(dòng)電阻是并聯(lián)的，并聯(lián)電阻總阻值減小，所以放電更快，直流母線的+端和P1端可以斷開(kāi)，通常情況下用塊短路片把它連接起來(lái)，如果短路片拆除，直流母線就斷開(kāi)，這時(shí)可以接一個(gè)直流電抗器，這也是外接直流電抗器，這個(gè)電抗器可以改善這個(gè)電路的功率因素，如果不連接直流電抗器，不能把短路片拆除，不然直流母線就斷開(kāi)了，變頻器就不能正常使用了，我們把濾波、電源指示、直流制動(dòng)叫做變頻器主電路的中間環(huán)節(jié)；,6、V1、V3、V5、V2、V4、V6構(gòu)成逆變器，V1-V6是IGBT，大功率電力晶體管，我們要控制的是V1-V6也就是V1、V3、V5，V2、V4、V6這6個(gè)大功率電力晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，這樣就把直流電變成了交流電，假設(shè)某一時(shí)刻V1、V6、V2導(dǎo)通，這時(shí)通過(guò)V1經(jīng)電機(jī)U相，經(jīng)電機(jī)繞組從V相流向負(fù)極，另一路經(jīng)電機(jī)繞組從W相流向負(fù)極，就構(gòu)成回路，電機(jī)內(nèi)部繞組就有電產(chǎn)生磁場(chǎng)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)就做功，另一時(shí)刻V3、V4、V2導(dǎo)通，這時(shí)通過(guò)V3經(jīng)電機(jī)V相，經(jīng)電機(jī)繞組從U相流向負(fù)極，另一路經(jīng)電機(jī)繞組從W相流向負(fù)極，這6個(gè)V1-V6，輪流切換，使得通過(guò)電機(jī)繞組的電流發(fā)生變化，只要摟一業(yè)的規(guī)律切換，把直流母線上的直流通過(guò)V1-V6變成交流，這就叫逆變；7、為了給IGBT進(jìn)行保護(hù)，在V1-V6上都并聯(lián)了一個(gè)二極管，這個(gè)二極管叫續(xù)流二極管，還并聯(lián)了一個(gè)阻容吸收回路，這些二極管、電阻、電容等等，是對(duì)IGBT起到保護(hù)作用，因?yàn)殡姍C(jī)在剎車(chē)或停止的時(shí)候，電感線圈會(huì)對(duì)外放電，如果沒(méi)有續(xù)流二極管，就會(huì)造成IGBT反向擊穿，有了續(xù)流二極管，放電電流通過(guò)續(xù)流二極管加到直注母線上，電流會(huì)加到制動(dòng)電阻上，制動(dòng)電阻把能量進(jìn)行消耗，所以對(duì)IGBT起到保護(hù)的作用。,變頻器結(jié)構(gòu)原理示意圖,主電路,控制電源,測(cè)量直流電壓,檢測(cè)電流,檢測(cè)交流電壓,控制CPU,LSI電路,變頻器控制電路：,1、主電路：電源進(jìn)來(lái)通過(guò)整流，然后通過(guò)濾波，通過(guò)制動(dòng)，通過(guò)逆變接到電機(jī)。2、控制電源：一般接電源的R端或T端，主要給變頻器的控制回路供電。3、測(cè)量直流電壓：在變頻器主電路濾波部分取直流電壓進(jìn)行檢測(cè)。4、檢測(cè)電流：在變頻器主電路內(nèi)置制動(dòng)單元后取電流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。5、檢測(cè)交流電壓：在變頻器主電路的逆變電路后取交流電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量直流電壓、檢測(cè)電流、檢測(cè)交流電壓是變頻器的檢測(cè)部分，主要起保護(hù)作用。6、控制CPU：通過(guò)測(cè)量直流電壓、檢測(cè)電流、檢測(cè)交流電壓的與非門(mén)送到控制CPU，控制CPU是變頻器的核心，右邊還有一個(gè)LSI電路；控制CPU與外部的一些信號(hào)相連接，連接外部電位器，外部信號(hào)反饋到CPU就是調(diào)速信號(hào)，還有模擬量輸入信號(hào)，以及開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)等信號(hào)都與內(nèi)部CPU連接，控制不同牌子的變頻器，輸入信號(hào)端子代碼及數(shù)量就不同，除了輸入信號(hào)以外還有輸出信號(hào)，比如：報(bào)警輸出、運(yùn)行指示、模擬量輸出，控制CPU還與內(nèi)部存儲(chǔ)器連接，因?yàn)樽冾l器要設(shè)置參數(shù)，有的變頻器還有程序控制功能，還與面板連接。,1、變頻器使用了塑料外殼和零件，為了不造成破損，請(qǐng)小心使用，不要在前蓋板上使用太大的力。,二、變頻器的安裝和接線,脈動(dòng)電流、脈動(dòng)電壓,10、變頻器的信號(hào)和質(zhì)量檢查維修,變頻器維修是一項(xiàng)理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與操作水平的結(jié)合的工作，其技術(shù)水平?jīng)Q定著變頻器的維修質(zhì)量。從事變頻器維修的人員需要經(jīng)常學(xué)習(xí)，了解變頻器內(nèi)部的電子元器件所具備的功能和特點(diǎn)，開(kāi)拓知識(shí)面，將新學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中，不斷提高維修技術(shù)水平。變頻器維修檢測(cè)常用方法:一）靜態(tài)測(cè)試1、測(cè)試整流電路找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬(wàn)用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，正常時(shí)有幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無(wú)窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值三相不平衡，說(shuō)明整流橋有故障。B.紅表棒接P端時(shí)，電阻無(wú)窮大，可以斷定整流橋故障或啟動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。2、測(cè)試逆變電路將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無(wú)窮大。將黑表棒N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊有故障。,二）動(dòng)態(tài)測(cè)試在表態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn)：1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接，連接是否有松動(dòng)，連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況。3、上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因。4、如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，在空載（不接電機(jī)）情況下啟動(dòng)變頻器，并測(cè)試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障。5、在輸出電壓正常（無(wú)缺相、三相平衡）的情況下，負(fù)載測(cè)試，盡量是滿負(fù)載測(cè)試。三）故障判斷1、整流模塊損壞通常是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無(wú)電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。2、逆變模塊損壞通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無(wú)任何故障下，才能運(yùn)行變頻器。3、上電無(wú)顯示通常是由于開(kāi)關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無(wú)直流電引起，如啟動(dòng)電阻損壞，操作面板損壞同樣會(huì)產(chǎn)生這種狀況。4、顯示過(guò)電壓或欠電壓通常由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。解決方法是找出其電壓檢測(cè)電路及檢測(cè)點(diǎn)，更換損壞的器件。5、顯示過(guò)電流或接地短路通常是由于電流檢測(cè)電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放電路等。6、電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過(guò)電流通常是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。7、空載輸出電壓正常，帶載后顯示過(guò)載或過(guò)電流通常是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化，模塊損壞引起。,變頻器故障監(jiān)測(cè)劃分:1、狀態(tài)故障監(jiān)測(cè)：直流過(guò)/久壓、直流過(guò)流、交流過(guò)流、速度偏差過(guò)大、接地故障、缺相等。2、硬件故障檢測(cè)：電流板故障、觸發(fā)板故障、IGBT故障、脈沖發(fā)生器故障等。3、系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)：Watchdog故障、系統(tǒng)參數(shù)異常、時(shí)鐘故障等。4、通訊故障監(jiān)測(cè)：TIMEOUT、OVERRUN等。5、電源故障監(jiān)測(cè)：當(dāng)控制電源過(guò)高/過(guò)低時(shí)報(bào)警。交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展方向,隨著電力電子技術(shù),微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用,變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的滑差調(diào)速,變極調(diào)速,直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng),越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域.但由于受到使用環(huán)境,使用年限以及人為操作上的一些因數(shù),變頻器的使用壽命大為降低,同時(shí)在使用中也出現(xiàn)了各種各樣的故障.下面我們就變頻器的一些常見(jiàn)故障及對(duì)策和大家做一個(gè)探討:首先我們可以對(duì)變頻器做一個(gè)靜態(tài)的測(cè)試,一般通用型變頻器大致包括以下幾個(gè)部分:1整流電路,2直流中間電路,3逆變電路,4控制電路.靜態(tài)測(cè)試主要是對(duì)整流電路,直流中間電路和逆變電路部分的大功率晶體管(功率模塊)的一個(gè)測(cè)試,工具主要是萬(wàn)用表.整流電路主要是對(duì)整流兩極管的一個(gè)正反相的測(cè)試來(lái)判斷它的好壞，當(dāng)然我們還可以用耐壓表來(lái)測(cè)試.直流中間回路主要是對(duì)濾波電容的容量及耐壓的測(cè)量,我們也可以觀察電容上的安全閥是否爆開(kāi),有否漏液現(xiàn)象等來(lái)判斷它的好壞.功率模塊的好壞判斷主要是對(duì)功率模塊內(nèi)的續(xù)流兩極管的判斷.對(duì)于IGBT模塊我們還需判斷在有觸發(fā)電壓的情況下能否導(dǎo)通和關(guān)斷。,其次我們可以通過(guò)變頻器的顯示來(lái)判斷故障點(diǎn)的所在:1.OC.過(guò)電流，這可能是變頻器里面最常見(jiàn)的故障了。我們首先要排除由于參數(shù)問(wèn)題而導(dǎo)致的故障。例如電流限制，加速時(shí)間過(guò)短都有可能導(dǎo)致過(guò)電流的產(chǎn)生。然后我們就必須判斷是否電流檢測(cè)電路出問(wèn)題了。以FVR075G7S-4EX為例：我們有時(shí)會(huì)看到FVR075G7S-4EX在不接電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候面板也會(huì)有電流顯示。電流來(lái)自于哪里呢？這時(shí)就要測(cè)試一下它的三個(gè)霍爾傳感器，為確定那一相傳感器損壞我們可以每拆一相傳感器的時(shí)候開(kāi)一次機(jī)看是否會(huì)有電流顯示，經(jīng)過(guò)這樣試驗(yàn)后基本能排除OC故障。2.OV.過(guò)電壓，我們首先要排除由于參數(shù)問(wèn)題而導(dǎo)致的故障。例如減速時(shí)間過(guò)短，以及由于再生負(fù)載而導(dǎo)致的過(guò)壓等，然后我們可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問(wèn)題，最后我們可以看一下電壓檢測(cè)電路是否出現(xiàn)了故障，一般的電壓檢測(cè)電路的電壓采樣點(diǎn)，都是中間直流回路的電壓。我們以三肯SVF303為例，它由直流回路取樣后(530V左右的直流)通過(guò)阻值較大電阻降壓后再由光耦進(jìn)行隔離，當(dāng)電壓超過(guò)一定值時(shí)，顯示“5”過(guò)壓(此機(jī)器為數(shù)碼管顯示)我們可以看一下電阻是否氧化變值，光耦是否有短路現(xiàn)象等。3.UV.欠電壓。我們首先可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問(wèn)題，然后看一下電壓檢測(cè)電路，故障判斷和過(guò)壓相同。4.FU.快速熔斷器故障。在現(xiàn)行推出的變頻器大多推出了快熔故障檢測(cè)功能。(特別是大功率變頻器)以LG030IH-4變頻器為例。它主要是對(duì)快熔前面后面的電壓進(jìn)行采樣檢測(cè)，當(dāng)快熔損壞以后必然會(huì)出現(xiàn)快熔一端電壓沒(méi)有，此時(shí)隔離光耦動(dòng)作，出現(xiàn)FU報(bào)警。更換快熔就因該能解決問(wèn)題。特別應(yīng)該注意的是在更換快熔前必須判斷主回路是否有問(wèn)題。5.OH.過(guò)熱，主要引起原因變頻器內(nèi)部散熱不好。我們可以檢查散熱風(fēng)扇及通風(fēng)通道。6.SC.短路故障。我們可以檢測(cè)一下變頻器內(nèi)部是否有短路現(xiàn)象。我們以安川616G5A45P5為例，我們檢測(cè)一下內(nèi)部線路，可能不一定有短路現(xiàn)象，此時(shí)我們可以檢測(cè)一下功率模塊有可能出現(xiàn)了故障，在驅(qū)動(dòng)電路正常的情況下，更換功率模塊，應(yīng)該能修復(fù)機(jī)器。,報(bào)警參數(shù)檢查法：所有的變頻器都以不同的方式給出故障指示，對(duì)于維修者來(lái)說(shuō)是非常重要的信息。通常情況下，變頻器會(huì)針對(duì)電壓、電流、溫度、通訊等故障給出相應(yīng)的報(bào)錯(cuò)信息，而且大部分采用微處理器或DSP處理器的變頻器會(huì)有專(zhuān)門(mén)的參數(shù)保存3次以上的報(bào)警記錄。例1某變頻器有故障，無(wú)法運(yùn)行并且LED顯示“UV”（undervoltage的縮寫(xiě)），說(shuō)明書(shū)中該報(bào)警為直流母線欠壓。因?yàn)樵撔吞?hào)變頻器的控制回路電源不是從直流母線取的，而是從交流輸入端通過(guò)變壓器單獨(dú)整流出的控制電源。所以判斷該報(bào)警應(yīng)該是真實(shí)的。所以從電源入手檢查，輸入電源電壓正確，濾波電容電壓為0伏。由于充電電阻的短路接觸器沒(méi)動(dòng)作，所以與整流橋無(wú)關(guān)。故障范圍縮小到充電電阻，斷電后用萬(wàn)用表檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是充電電阻斷了。更換電阻馬上就修好了。例2有一臺(tái)三墾IF11Kw的變頻器用了3年多后，偶爾上電時(shí)顯示“AL5”(alarm5的縮寫(xiě))，說(shuō)明書(shū)中說(shuō)CPU被干擾。經(jīng)過(guò)多次觀察發(fā)現(xiàn)是在充電電阻短路接觸器動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)的。懷疑是接觸器造成的干擾，在控制腳加上阻容濾波后果然故障不再發(fā)生了。例3一臺(tái)富士E9系列3.7千瓦變頻器，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中突然出現(xiàn)OC3（恒速中過(guò)流）報(bào)警停機(jī)，斷電后重新上電運(yùn)行出現(xiàn)OC1（加速中過(guò)流）報(bào)警停機(jī)。我先拆掉U、V、W到電機(jī)的導(dǎo)線，用萬(wàn)用表測(cè)量U、V、W之間電阻無(wú)窮大，空載運(yùn)行，變頻器沒(méi)有報(bào)警，輸出電壓正常?？梢猿醪綌喽ㄗ冾l器沒(méi)有問(wèn)題。原來(lái)是電機(jī)電纜的中部有個(gè)接頭，用木版蓋在地坑的分線槽中，絕緣膠布老化，工廠打掃衛(wèi)生進(jìn)水，造成輸出短路。例4三肯SVF303，顯示“5”，說(shuō)明書(shū)中“5”表示直流過(guò)壓。電壓值是由直流母線取樣后(530V左右的直流)通過(guò)分壓后再由光耦進(jìn)行隔離，當(dāng)電壓超過(guò)一定閥值時(shí)，光耦動(dòng)作，給處理器一個(gè)高電平。過(guò)壓報(bào)警,我們可以看一下電阻是否變值，光耦是否有短路現(xiàn)象等。由以上的事例當(dāng)中不難看出，變頻器的報(bào)警提示對(duì)處理問(wèn)題有多么重要，提示你正確的處理問(wèn)題的方向。,類(lèi)比檢查法：此法可以是自身相同回路的類(lèi)比，也可以是故障板與已知好板的類(lèi)比。這可以幫助維修者快速縮小檢查范圍。例1三墾MF15千瓦變頻器損壞，送回來(lái)修理，用戶說(shuō)不清具體情況。首先用萬(wàn)用表測(cè)量輸入端R、S、T，除R、T之間有一定的阻值以外其他端子相互之間電阻無(wú)窮大，輸入端子R,S,T分別對(duì)整流橋的正極或負(fù)極之間是二極管特性。為什么R、T之間與其他兩組不一樣哪？原來(lái)R、T斷子內(nèi)部有控制電源變壓器，所以有一定的阻值。以上可以看出輸入部分沒(méi)問(wèn)題。同樣用萬(wàn)用表去檢查U、V、W之間阻值，三相平衡。接下去檢查輸出各相對(duì)直流正負(fù)極的二極管特性時(shí)發(fā)現(xiàn)U對(duì)正極正反都不通，懷疑U相IGBT有問(wèn)題，拆下來(lái)檢查果然是IGBT壞了。驅(qū)動(dòng)電路中上橋臂控制電路三組特性一致，下橋臂控制電路三組特性一致，采用對(duì)比方法檢查發(fā)現(xiàn)Q1損壞。更換后,觸發(fā)腳阻值各組一致，上電確認(rèn)PWM波形正確。重新組裝，上電測(cè)試修復(fù)。,變頻器高級(jí)維修知識(shí)及維修方法:例2有一臺(tái)變頻器，現(xiàn)象是面板顯示正常，數(shù)字設(shè)定頻率及運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但是端子控制失靈。用萬(wàn)用表檢查端子無(wú)10V電壓。從開(kāi)關(guān)電源入手，各組電源都正常，看來(lái)問(wèn)題出在連接導(dǎo)線上。但是沒(méi)有圖紙的前提下在32根扁平電纜中找到10V真要花點(diǎn)時(shí)間，剛好有一臺(tái)完好的22KW的在，所以就先記下22KW連接扁平電纜的各腳對(duì)地電壓，然后再對(duì)比37KW的各腳對(duì)地電壓，很快找到差異。原來(lái)插槽的管腳虛焊，變頻器用一段時(shí)間后氧化的作用使之徹底不導(dǎo)通了，重新焊好而修復(fù)。例3有一毛紡廠的梳毛機(jī)設(shè)備，選用西門(mén)子440變頻器，兩臺(tái)5.5KW一臺(tái)7.5KW實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。其中一臺(tái)5.5KW的運(yùn)行兩年后經(jīng)常出現(xiàn)F0011或A0511停機(jī)。這兩個(gè)報(bào)警都表示電機(jī)過(guò)載，脫開(kāi)電機(jī)皮帶用手盤(pán)動(dòng)電機(jī)及設(shè)備，沒(méi)有異常沉重的現(xiàn)象，將兩臺(tái)5.5KW拖動(dòng)的電機(jī)互換，發(fā)現(xiàn)還是原來(lái)的變頻器報(bào)警，則確定是變頻器出了問(wèn)題。類(lèi)比法,不僅可以用在檢查機(jī)器內(nèi)部回路,也可以用于現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的判別.,備板置換檢查法：利用備用的電路板或同型號(hào)的電路板確認(rèn)故障，縮小檢查范圍是非常行之有效的方法。若是控制板出問(wèn)題常常只有更換別無(wú)他法，因?yàn)榇蠖鄶?shù)用戶幾乎不會(huì)得到原理圖及布置圖，從而很難作到芯片級(jí)維修。電源板及驅(qū)動(dòng)板等控制板以外的電路板是可以修理的。往往變頻器的故障只有一點(diǎn)，而對(duì)于維修者最重要的就是找到故障點(diǎn)，有針對(duì)性地處理問(wèn)題，盡量減少無(wú)用的拆卸，尤其是要盡量減少使用烙鐵的次數(shù)。除了經(jīng)驗(yàn)，掌握正確的檢查方法是非常必要的。正確的方法可以幫助維修者由表及里，由繁到簡(jiǎn)，快速的縮小檢測(cè)范圍，最終查出故障并適當(dāng)處理而修復(fù)。,變頻器的試驗(yàn)要求:目前，已制訂了6項(xiàng)電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T3886.1-2002、JB/T10251-2001、GB/T12668.1-2003、GB/T12668.2-2003、GB/12668.3-2004、GB/T12668.4。此外，GB/12668.5、GB/12668.6正在進(jìn)行最后階段的審批。變頻器的試驗(yàn)類(lèi)型包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、抽樣試驗(yàn)、選擇試驗(yàn)、車(chē)間試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試試驗(yàn)、目擊試驗(yàn)等。電氣試驗(yàn)方面主要是測(cè)量變頻器的輸入、輸出值，包括：1）輸入值：額定輸入電壓、額定輸入電流、額定容量、有功功率、功率因數(shù)、輸入各次諧波、輸入總失真度。2）輸出值：最大額定輸出電壓、額定連續(xù)電流、額定功率、頻率范圍、過(guò)載能力（過(guò)載能力適用于額定的轉(zhuǎn)速范圍）、輸出各次諧波、輸出總失真度。3）效率：在設(shè)計(jì)的頻率范圍內(nèi)，各個(gè)頻率下的效率。,變頻器的測(cè)量與儀器1、測(cè)量?jī)x器儀表簡(jiǎn)介目前常見(jiàn)的測(cè)量?jī)x表很多，這里介紹幾種常見(jiàn)的儀表。1)動(dòng)鐵式儀表：這種儀表測(cè)量的是有效值，它的值由固定線圈磁場(chǎng)與其內(nèi)可動(dòng)鐵之間相互作用的電磁力所確定的偏轉(zhuǎn)角度而確定。讀數(shù)誤差由動(dòng)鐵的磁飽和以及諧波對(duì)線圈內(nèi)電感的影響引起。儀表精度一般為0.5級(jí)。2)整流式儀表：交流電流經(jīng)整流然后作用于動(dòng)圈式直流表，按交流電流的有效值確定刻度，其有效值是由整流平均值乘以波形系數(shù)求出的。該種儀表基本用于測(cè)量正弦電流波形，在測(cè)量非正弦電流的波形時(shí)，應(yīng)注意波形系數(shù)。典型的儀表精度是1.0級(jí)。3)熱電式儀表：溫升與測(cè)量電流產(chǎn)生的熱量成正比，溫升被熱電偶轉(zhuǎn)換為直流電動(dòng)力，其電流有效值由直流毫伏表指示。4)電動(dòng)式儀表：電流指示值具有均勻的刻度，其指針偏轉(zhuǎn)角度等于兩個(gè)線圈間的力，它的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(ImIFdTdq）電流IF是與負(fù)載串聯(lián)的固定線圈內(nèi)的電流Im正比于動(dòng)圈中的電壓。典型精度為0.5級(jí)。5)諧波分析儀：目前最常用的變頻器主電路一般為交-直-交組成。在整流回路中接有大電容，輸入電流的波形不是正弦波；在逆變輸出回路中輸出電壓信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形。其他類(lèi)型的變頻器與此類(lèi)似，輸入、輸出都不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，有較多的高次諧波含量，因此，在測(cè)量?jī)x器的選擇上與傳統(tǒng)的測(cè)量有所不同。,目前，特別適于變頻器測(cè)量的儀器是諧波分析儀，主要有日本橫河（YOKOGAWA）的WT系列諧波分析儀，如WT1600、WT3000等。這類(lèi)產(chǎn)品不僅可以測(cè)量基本的電參數(shù)，并且針對(duì)變頻器做了一些特殊設(shè)計(jì)：如測(cè)量模塊比較多，可以同時(shí)測(cè)量輸入、輸出參數(shù)，進(jìn)行諧波分析，測(cè)量真功率因數(shù)；帶寬比較寬，可以從DC到1MHz，精度一般可以達(dá)到0.15級(jí)或0.02級(jí)；顯示方便，可以顯示數(shù)值、波形、諧波柱狀圖等；可以測(cè)量變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的機(jī)械輸出，如電機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩等，這樣可以更方便的測(cè)量變頻器的驅(qū)動(dòng)能力及驅(qū)動(dòng)效果?？梢哉f(shuō)，一臺(tái)WT諧波分析儀可以替代一堆傳統(tǒng)儀表，確保測(cè)試的高效和準(zhǔn)確。2、變頻器測(cè)試對(duì)變頻器進(jìn)行測(cè)試的電路如圖1所示，這是一個(gè)完整的變頻器測(cè)試方案，包括三相電源輸入、三相輸出、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械輸出（轉(zhuǎn)速、扭矩）等。如果被測(cè)的變頻器功率較大，輸入、輸出電流超過(guò)了儀器的量程，就需要在電流的測(cè)量回路里接入CT（電流互感器），把被測(cè)電流轉(zhuǎn)變成儀器的測(cè)量量程內(nèi)。測(cè)試電路里的諧波分析儀是橫河公司的WT1600數(shù)字功率計(jì)。該儀器有6個(gè)模塊，可以同時(shí)輸入6路電壓、6路電流；同時(shí)有電機(jī)測(cè)試模塊，可以測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩等。一臺(tái)WT1600不僅可以測(cè)量變頻器的輸入、輸出參數(shù)，還可以測(cè)量電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速、滑差、機(jī)械輸出功率，以及電機(jī)效率變頻器效率等。,1）輸入側(cè)的測(cè)量變頻器輸入電源是50Hz交流電源，但是由于變頻器的輸入側(cè)是整流電路，電流的波形一般不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。典型的輸入波形如圖2。傳統(tǒng)的有功功率的計(jì)算公式為：PUrmsIrmscos式中：P：有功功率；Urms：電壓有效值；Irms：電流有效值；：電壓電流夾角。但是，變頻器的輸入電流包括高次諧波，很難測(cè)量出相位角。,橫河的WT1600等WT系列的諧波分析儀使用了數(shù)字采樣方法，對(duì)指定的有效采樣周期內(nèi)獲取的瞬時(shí)波形數(shù)據(jù)的總和進(jìn)行平均?？偤陀蓸颖緮?shù)N平均，得出一個(gè)功率值，如圖3。有功功率計(jì)算公式為：式中：u(t):時(shí)刻“t”的電壓瞬時(shí)值；i(t)：時(shí)刻“t”的電流瞬時(shí)值；t:采樣時(shí)間間隔；N：總采樣樣本數(shù)。這樣，不需要測(cè)量電壓電流夾角，就可以計(jì)算出有功功率。相應(yīng)的，功率因數(shù)PFP/SP/(Urms*Irms)式中：,S：視在功率同時(shí)，諧波分析儀測(cè)量波形進(jìn)行諧波分析，計(jì)算出電壓畸變率、電流畸變率等，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析判斷。電壓總的畸變率Uthd：式中：U（1）：基波電壓；U（k）：k次諧波電壓；max：最大諧波次數(shù)電流的總畸變率Ithd：式中：1）：基波電流；I（k）：k次諧波電流；max：最大諧波次數(shù)2）輸出側(cè)的測(cè)量變頻器的輸出波形見(jiàn)圖4，是頻率可變的信號(hào)，含有較多的高次諧波。而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主要依賴(lài)于基波電壓有效值，因此，需要測(cè)量的電壓值或者說(shuō)一般變頻器的額定電壓值是指基波有效值。對(duì)PWM類(lèi)型的變頻器來(lái)說(shuō)，PWM電壓的整流平均值正比于其輸出電壓基波有效值。如日本電機(jī)學(xué)會(huì)(JEMA)規(guī)定：使用平均整流方法計(jì)算有效值，因?yàn)樵撝蹈线m地反映了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。,橫河WT1600等WT系列諧波分析儀，可以同時(shí)測(cè)量有效值、整流平均值等數(shù)值，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行方便的選擇。變頻器的效率為：式中：h：變頻器效率Pout：變頻器輸出有功功率；Pin：變頻器輸入有功功率。WT1600還可以測(cè)量電機(jī)的機(jī)械輸出，可測(cè)量電機(jī)的速度和扭矩傳感器的輸出，然后計(jì)算扭矩、旋轉(zhuǎn)速度、機(jī)械功率、同步速度、滑差等，實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)儀器上測(cè)量電機(jī)效率與總效率。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，對(duì)測(cè)量也提出了更高的要求。測(cè)量?jī)x表廠家根據(jù)變頻器的發(fā)展和需求不斷推出新產(chǎn)品，滿足了測(cè)試的需求。目前，變頻技術(shù)的日益復(fù)雜化，一些非標(biāo)準(zhǔn)的正弦調(diào)制PWM波形的出現(xiàn)，經(jīng)常發(fā)生輸出電壓的整流平均值與基波有效值不相等的情況。針對(duì)這種情況，橫河公司推出WT系列最新型號(hào)WT3000產(chǎn)品，在不改變測(cè)量模式的情況下，改進(jìn)了設(shè)計(jì)，使其可以同時(shí)測(cè)量常規(guī)項(xiàng)目，如整流有效值以及諧波有效值等，用戶可以自己對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。產(chǎn)品與測(cè)量手段是相輔相成并互相促進(jìn)的，二者會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展不斷推陳出新。,變頻器工作原理,1、VVVF:改變電壓、改變頻率（VariableVoltageandVariableFrequency）的縮寫(xiě);2、CVCF:恒電壓、恒頻率（ConstantVoltageandConstantFrequency）的縮寫(xiě)。,變頻調(diào)速控制系統(tǒng),引言,直流電機(jī)的主磁通和電樞電流分布的空間位置是確定的，而且可以獨(dú)立進(jìn)行控制，交流異步電機(jī)的磁通則由定子與轉(zhuǎn)子電流合成產(chǎn)生，它的空間位置相對(duì)于定子和轉(zhuǎn)子都是運(yùn)動(dòng)的，除此以外，在籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子電流還是不可測(cè)和不可控的。因此，異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型要比直流電機(jī)模型復(fù)雜得多，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，人們對(duì)它的精確表述不得要領(lǐng)。好在不少機(jī)械負(fù)載，例如風(fēng)機(jī)和水泵，并不需要很高的動(dòng)態(tài)性能，只要在一定范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速就行，因此可以只用電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型來(lái)設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制，可以采用轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比帶低頻電壓補(bǔ)償?shù)目刂品桨福@就是常用的通用變頻器控制系統(tǒng)。,轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)型控制系統(tǒng),電壓/頻率比控制是控制定子電壓和定子頻率，使定子電壓以一定的函數(shù)關(guān)系跟蹤定子頻率的變化，從而在調(diào)頻調(diào)速過(guò)程中近似地保持電機(jī)氣隙磁通不變的一種控制方法。中間直流電壓可調(diào)的電壓型逆變器異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路由基準(zhǔn)部分、整流器控制部分和逆變器控制部分組成。,1、基準(zhǔn)部分2、整流器控制部分3、逆變器控制部分,轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)型控制系統(tǒng),電壓/頻率比控制，無(wú)法控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率，對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)由同一臺(tái)逆變器供電的情況，各臺(tái)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率一般是不同的，即使同一臺(tái)異步電機(jī)，轉(zhuǎn)差頻率的大小也是隨負(fù)載的大小而變化的。是一種頻率（轉(zhuǎn)速）的開(kāi)環(huán)控制，并不能對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的控制。如果變頻調(diào)速系統(tǒng)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)而不需要頻繁起動(dòng)和制動(dòng)；或者負(fù)載特性比較固定，基本上不需要因電機(jī)特性差異而進(jìn)行調(diào)整的一類(lèi)負(fù)載（風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能調(diào)速），可以采用電壓閉環(huán)、轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的控制系統(tǒng)。,電壓/頻率比控制穩(wěn)態(tài)特性,電壓/頻率比控制時(shí)的各種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性通常是以轉(zhuǎn)差頻率為恒坐標(biāo)給出的。,系統(tǒng)組成,電路分析,主電路:由二極管整流器UR、PWM逆變器UI和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容C濾波，同時(shí)兼有無(wú)功功率交換的作用。限流電阻：為了避免大電容C在通電瞬間產(chǎn)生過(guò)大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗）,通上電源時(shí)，先限制充電電流，再延時(shí)用開(kāi)關(guān)K將短路，以免長(zhǎng)期接入時(shí)影響變頻器的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。泵升限制電路：由于二極管整流器不能為異步電機(jī)的再生制動(dòng)提供反向電流的通路，所以除特殊情況外，通用變頻器一般都用電阻吸收制動(dòng)能量。減速制動(dòng)時(shí)，異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，首先通過(guò)逆變器的續(xù)流二極管向電容C充電，當(dāng)中間直流回路的電壓（通稱(chēng)泵升電壓）升高到一定的限制值時(shí)，通過(guò)泵升限制電路使開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，將電機(jī)釋放的動(dòng)能消耗在制動(dòng)電阻上。為了便于散熱，制動(dòng)電阻器常作為附件單獨(dú)裝在變頻器機(jī)箱外邊。,電路分析,二極管整流電流波形具有較大的諧波分量，使電源受到污染。為了抑制諧波電流，對(duì)于容量較大的PWM變頻器，都應(yīng)在輸入端設(shè)有進(jìn)線電抗器，有時(shí)也可以在整流器和電容器之間串接直流電抗器。還可用來(lái)抑制電源電壓不平衡對(duì)變頻器的影響。,控制電路,控制電路：現(xiàn)代PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數(shù)字電路，其功能主要是接受各種設(shè)定信息和指令，再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動(dòng)逆變器工作的PWM信號(hào)，再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動(dòng)逆變器工作的PWM信號(hào)。微機(jī)芯片主要采用8位或16位的單片機(jī)，或用32位的DSP，現(xiàn)在已有應(yīng)用RISC的產(chǎn)品出現(xiàn)。PWM信號(hào)產(chǎn)生：可以由微機(jī)本身的軟件產(chǎn)生，由PWM端口輸出，也可采用專(zhuān)用的PWM生成電路芯片。檢測(cè)與保護(hù)電路：各種故障的保護(hù)由電壓、電流、溫度等檢測(cè)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路進(jìn)行分壓、光電隔離、濾波、放大等綜合處理，再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，輸入給CPU作為控制算法的依據(jù)，或者作為開(kāi)關(guān)電平產(chǎn)生保護(hù)信號(hào)和顯示信號(hào)。信號(hào)設(shè)定：需要設(shè)定的控制信息主要有：U/f特性、工作頻率、頻率升高時(shí)間、頻率下降時(shí)間等，還可以有一系列特殊功能的設(shè)定。由于通用變頻器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速或頻率開(kāi)環(huán)、恒壓頻比控制系統(tǒng)，低頻時(shí)，或負(fù)載的性質(zhì)和大小不同時(shí)，都得靠改變U/f函數(shù)發(fā)生器的特性來(lái)補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到恒定，甚至恒定的功能（見(jiàn)第6.2.2節(jié)），在通用產(chǎn)品中稱(chēng)作“電壓補(bǔ)償”或“轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償”。,給定積分：由于系統(tǒng)本身沒(méi)有自動(dòng)限制起制動(dòng)電流的作用，因此，頻定設(shè)定信號(hào)必須通過(guò)給定積分算法產(chǎn)生平緩升速或降速信號(hào)，升速和降速的積分時(shí)間可以根據(jù)負(fù)載需要由操作人員分別選擇。綜上所述，PWM變壓變頻器的基本控制作用如下頁(yè)圖所示。近年來(lái)，許多企業(yè)不斷推出具有更多自動(dòng)控制功能的變頻器，使產(chǎn)品性能更加完善，質(zhì)量不斷提高。,工作頻率設(shè)定,升降速時(shí)間設(shè)定,電壓補(bǔ)償設(shè)定,PWM產(chǎn)生,圖6-39PWM變壓變頻器的基本控制作用,補(bǔ)償方法,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：一種是在微機(jī)中存儲(chǔ)多條不同斜率和折線段的U/f函數(shù)，由用戶根據(jù)需要選擇最佳特性；另一種辦法是采用霍耳電流傳感器檢測(cè)定子電流或直流回路電流，按電流大小自動(dòng)補(bǔ)償定子電壓。但無(wú)論如何都存在過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)目赡?，這是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的不足之處。,三菱FR-500系列變頻器PU板布局,鍵的作用,MODE：選擇操作模式或設(shè)定模式；SET：用于確定頻率和參數(shù)設(shè)定；：用于連接增加或降低運(yùn)行頻率，可改變運(yùn)行的頻率在設(shè)定模式中可連續(xù)設(shè)定參數(shù)；FWD：用于給出正轉(zhuǎn)指令；REV：用于給出反轉(zhuǎn)指令；STOP（RESET）：運(yùn)行中用于電機(jī)的停止變頻器保護(hù)時(shí)，用于復(fù)位。,PU板模式的切換,監(jiān)視模式的操作,EXT：指示燈亮為外部操作模式PU：指示燈亮為PU操作模式EXT和PU指示燈同時(shí)亮為組合操作模式REV：為反轉(zhuǎn)指示燈FWD：為正轉(zhuǎn)指示燈,按下有*1的SET鍵超過(guò)1.5秒,能把電流監(jiān)視模式改為電壓監(jiān)視模式按下有*2的SET鍵超過(guò)1.5秒,能顯示包括最近4次的錯(cuò)誤指示在外部操作模式下轉(zhuǎn)換到參數(shù)設(shè)置模式,頻率設(shè)定模式的操作,參數(shù)設(shè)定模式的操作,操作模式的操作,通過(guò)上、下箭頭進(jìn)行外部操作、PU操作及PU點(diǎn)動(dòng)操作的切換在任何一種狀態(tài)下按MODE鍵，轉(zhuǎn)到幫助模式在外部操作時(shí)，顯示OPND，及EXT指示燈亮在PU操作時(shí)，顯示PU，及PU指示燈亮在PU點(diǎn)動(dòng)時(shí)，顯示JOG及PU指示燈亮,幫助模式,用上、下箭頭在E.HIS、ErCL、PrCL、ALLC、USrC、SnO之間切換E.HIS：報(bào)警記錄；ErCL：清除報(bào)警記錄；PrCL：清除參數(shù)；ALLC：全部清除；USrC：用戶清除；SnO：讀軟件版本號(hào),幫助模式1:報(bào)警記錄,幫助模式2:報(bào)警記錄清除,在數(shù)據(jù)為0時(shí)，按SET鍵，為取消在數(shù)據(jù)為1時(shí)，按SET鍵，為清除,幫助模式3:參數(shù)清除,將參數(shù)值全部初始化到出廠設(shè)定值在數(shù)據(jù)為0時(shí)，按SET鍵，為取消在數(shù)據(jù)為1時(shí)，按SET鍵，為清除,幫助模式4:全部清除,將參數(shù)值和校準(zhǔn)值全部初始化到出廠設(shè)定值在數(shù)據(jù)為0時(shí)，按SET鍵，為取消在數(shù)據(jù)為1時(shí)，按SET鍵，為清除,幫助模式5:用戶清除,初始化用戶設(shè)定參數(shù)其它參數(shù)初始化到出廠設(shè)定值在數(shù)據(jù)為0時(shí)，按SET鍵，為取消在數(shù)據(jù)為1時(shí)，按SET鍵，為清除,高低限速,Pr.1用于設(shè)定頻率的上限，如果頻率高于此設(shè)定值，則被限于上限值。在120Hz以上運(yùn)行時(shí)，用Pr.18設(shè)定（Pr.1從自動(dòng)設(shè)定為Pr.18的設(shè)定值）Pr.2用于設(shè)定頻率的下限。,基底頻率及基底頻率時(shí)的電壓,Pr.3、Pr.47、Pr.113設(shè)定基底頻率（電機(jī)的額定頻率），能設(shè)定三種不同的基底頻率；當(dāng)PT信號(hào)為ON時(shí)，Pr。47有效，當(dāng)X9信號(hào)為ON時(shí)，Pr.113有效。Pr.19用于設(shè)定基底頻率時(shí)的電壓,多段速的設(shè)定,Pr.4為三段速設(shè)定的高速Pr.5為三段速設(shè)定的中速Pr.6為三段速設(shè)定的低速Pr.24至Pr.27為多段速設(shè)定的4至7速Pr.232至Pr.239為多段速設(shè)定的8至15速,其中RH、RM及RL為外部控制端子。當(dāng)只用低三速時(shí)，每一個(gè)端子分別有效即可，當(dāng)用到其它速度時(shí)，要此三個(gè)端子及REX端子組合使用。,多段速的設(shè)定,多段速的設(shè)定,加減速時(shí)間的設(shè)置,當(dāng)RT信號(hào)有效時(shí)，Pr.44和Pr.45起作用當(dāng)X9信號(hào)有效時(shí)，Pr.110和Pr.111起作用當(dāng)RT和X9信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，還是Pr.110和Pr.111起作用,電子過(guò)電流保護(hù),Pr.9為電子過(guò)電流保護(hù)。可防止電機(jī)過(guò)熱，可以得到最優(yōu)的保護(hù)特性，出廠設(shè)定為輸出額定值（0.4和0.75KW的電機(jī)為85%），設(shè)定范圍為0500A當(dāng)變頻器連接2臺(tái)或2臺(tái)以上的電機(jī)時(shí)，保護(hù)不起作用，此時(shí)每臺(tái)電機(jī)都要加上熱繼電器保護(hù)。,變頻器運(yùn)行模式的設(shè)置,輸入接線端,STF、STR：輸出正反轉(zhuǎn)控制STOP：使該信號(hào)為ON，可使啟動(dòng)信號(hào)自保持RH、RM、RL：多段速度設(shè)定JOG：點(diǎn)動(dòng)控制模式RT：第二加/減速時(shí)間選擇MRS：輸出停止RES：系統(tǒng)復(fù)位AU：電流輸入選擇CS：瞬時(shí)掉電再啟動(dòng),正反轉(zhuǎn)自鎖功能,當(dāng)按一下正轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)并保持；當(dāng)按一下反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)反轉(zhuǎn)并保持；當(dāng)按下停止按鈕，電機(jī)停止。圖中，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)為常開(kāi)按鈕，停止為常閉按鈕。,點(diǎn)動(dòng)功能,外部調(diào)速,PR.73：設(shè)為4，2號(hào)引腳輸入電壓規(guī)范為010V設(shè)為5，2號(hào)引腳輸入電壓規(guī)范為05V,組合方式1-參數(shù)設(shè)定,1、系統(tǒng)清零2、設(shè)定Pr.79=5（程序運(yùn)行模式）3、設(shè)定Pr.200=0/2（電壓/時(shí)間）4、程序運(yùn)行第一組Pr.201=1、50、0：00Pr.202=0、0、0：15Pr.203=2、50、0：18Pr.204=0、0、0：335、程序運(yùn)行第二組Pr.211=1、50、0：00；Pr.212=0、0、0：10,組合模式1-電路接線圖,組合模式1-程序輸入,LDM8002SETS0STLS0ZRSTS20S25LDX0SETS20STLS20LDX3OUTY0LDX3SETS21STLS21OUTY4OUTY5OUTT0K360LDT0SETS22OUTC0K3OUTT1K30,LDT1ANIC0OUTS21LDT1ANDC0SETS23STLS23OUTY1RSTC0LDX4SETS24STLS24OUTY1OUTY2OUTY4OUTY6OUTC1K3OUTT2K100,LDT2ANIC1OUTS20LDT2ANDC1SETD25STLS25OUTY3OUTT3K100RSTC1LDT3OUTS0RETEND,組合模式2-要求,床工作臺(tái)電機(jī)由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)程序控制速度如圖刨刀垂直進(jìn)刀一步，為相應(yīng)繼電器動(dòng)作1S時(shí)間，并設(shè)有進(jìn)刀上限和下限；刨刀水平進(jìn)刀和退刀由另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制，1S為一步；垂直與水平進(jìn)刀次數(shù)由計(jì)數(shù)器控制加工步驟為：手動(dòng)回原點(diǎn)位置啟動(dòng)垂直進(jìn)刀一步工作程序運(yùn)行一周水平右進(jìn)刀一步工作程序運(yùn)行一周到達(dá)右限垂直進(jìn)刀一次工作運(yùn)行一周到達(dá)左限垂直進(jìn)刀一步到到達(dá)下限回原點(diǎn)。,組合模式2一次過(guò)程曲線,組合模式2-I/O分配,組合模式2-變頻器設(shè)置,系統(tǒng)清零設(shè)定Pr.79=5（程序運(yùn)行模式）設(shè)定Pr.200=0/2（電壓/時(shí)間）Pr.201=1、20、0：00Pr.202=1、50、0：05Pr.203=1、20、0：25Pr.204=0、0、0：32Pr.205=2、50、0：38Pr.206=0、0、0：55Pr.7=1；Pr.8=1,組合模式2-接線,組合模式2-PLC參考程序,LDM8000SETS0STLS0LDPX0ZRSTC0C2LDX6ZRSTS20S25LDX1ANDX3OUTY0原點(diǎn)指示LDX11ANIX1ANIY2OUTY1左進(jìn)刀LDX12ANIX2ANIY1OUTY2右進(jìn)刀LDX13,OUTT1K550OUTC0K3LDC0ORX4ANIT1OUTS0LDIC0ANIX4ANIC1ANIX2ANDT1SETS22LDC1ORX2ANIC0ANIX4ANDT1SETS24,ANIX3ANIY4OUTY3垂直退刀LDX14ANIX4ANIY3OUTY4垂直進(jìn)刀LDX0ANIX6ANDY0SETS20STLS20OUTY4垂直進(jìn)刀OUTT0K20LDT0SETS21STLS21OUTY10程序運(yùn)行OUTY11,STLS22OUTY2右進(jìn)刀OUTT2K20LDT2SETS23STLS23OUTY10程序運(yùn)行OUTY11OUTT3K550OUTC1K2LDC1RSTC2LDIC1ANIX2ANDT3,OUTS22LDC1ORX2ANDT3OUTS20STLS24OUTY1左進(jìn)刀OUTT4K20LDT4SETS25STLS25OUTY10程序運(yùn)行OUTY11OUTT5K550OUTC2K2,LDC2RSTC1LDIC2ANIX1ANDT5OUTS24LDC2ORX1ANDT5OUTS20RETEND,組合模式3-冷卻泵控制,組合模式3-冷卻泵控制,組合模式3-冷卻泵,LDM8000SETS0STLS0LDX0ZRSTS20S36ZRSTC0C2RSTY10RSTM0LDIX0ANDX3SETS20SETS30STLS20OUTY0RSTC1LDIM0OUTY1LDIT10OUTT10K600LDT10OUTC0K14400LDC0SETS21,STLS21OUTY2RSTC2LDIM0OUTY3LDIT11OUTT11LDT11OUTC1K14400LDC1SETS22STLS22OUTY4RSTC0LDIM0OUTY5LDIT12OUTT12LDT12OUTC2K14400LDC2OUTS20,STLS30OUTY13OUTY12OUTY11OUTT0K20SETY10LDX1SETM0LDT0ANDX2SETS31STLS31OUTY12OUTY11OUTT1K20LDT1ANDX2SETS32LDT1ANDX1OUTS30STLS32OUTY13OUTY11,LDT4ANDX1OUTS33STLS35OUTY12OUTT5K20LDT5ANDX2SETS36LDX1ANDT5OUTS34STLS36OUTY11OUTT6K20LDX2RSTM0LDX1ANDT6OUTS35RETEND,OUTT2K20LDT2ANDX2SETS33LDX1ANDT3OUTS31STLS33OUTY13OUTY12OUTT3K20LDT3ANDX2SETS34LDX1ANDT3OUTS32STLS34OUTY13OUTT4K20LDT4ANDX2SETS35,組合運(yùn)行四-恒壓供水,高樓供水，考慮到節(jié)能，則根據(jù)管道的壓力進(jìn)行恒壓供水。當(dāng)供水壓力過(guò)