廣州科譽對變頻器內部結構與工作原理的講解

• 電路板維修培訓

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    廣州科譽電路板維修培訓中心告訴同學們變頻器的整體結構主要由主回路、驅動電路、開關電源電路、保護檢測電路、通訊接口電路、控制電路等組成。

    在這些電路中，中央微處理器、數字處理器、ROM、RAM、EPROM等集成電路涉及到程序問題。這個資料每個廠商都是絕對保密的；各廠家、各品牌其內容各不相同。一旦這方面出故障，只有廠方和委托代理方能夠解決。除此之外，變頻器的故障，原則上都能解決。

下面對主要電路故障分析和處理，做較詳細的介紹：主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測電路的傳感器部分組成。

 1、整流電路

    整流電路實際上就是一塊整流模塊。它的作用是把三相（或單相）50Hz、380V（220V）的交流電源，通過整流模塊的橋式整流成脈動直流電。

整流電路（整流模塊）的故障：

①整流模塊中的整流二極管一個或多個損壞而開路，導致主回路PN電壓值下降或無電壓值。

②整流模塊中的整流二極管一個或多個損壞而短路，導致變頻器輸入電源短路，供電電源跳閘，變頻器無法接上電源。 

2、限流電路

    限流電路是限流電阻和繼電器觸點（或可控硅）相并聯的電路。變頻器開機瞬間會有一個很大的充電電流，為了保護整流模塊，充電電路中串聯限流電阻以限制充電電流值。隨著充電時間的增長，它的充電電流減少。減少到一定數值，繼電器動作觸點閉和，短接限流電阻。正常運行時，主回路電流流經繼電器觸點。

限流電路故障：

①繼電器觸點氧化，接觸不良。導致變頻器工作時，主回路電流，部分或全部流經限流電阻，限流電阻被燒毀。

②繼電器觸點燒毀，不能恢復常開態。導致開機時，限流電阻不起作用，過大的充電電流損壞整流模塊。

③繼電器線包損壞不能工作，導致變頻器工作時，主回路電流全部流經限流電阻，限流電阻被燒毀。

④限流電阻燒毀，①、②原因所致，再就是限流電阻老化損壞。變頻器接通電源，主回路無直流電壓輸出。因此，也就無低壓直流供電。操作盤無顯示，高壓指示燈不亮。

 一些變頻器限流電路中，不用繼電器，而用可控硅等開關器件。可控硅等開關器件損壞后開路、短路和可控硅無觸發信號三種情況，其故障類似繼電器。 

3、濾波電路

    濾波電路是將整流電路輸出的脈動直流電壓，成為波動較小的直流電壓。通常變頻器為電壓型。由濾波電解電容對整流電路的輸出進行平滑。對于380V電源的變頻器，是兩個電解電容串聯后再并聯。勻壓電阻Rp、Rn是為了使直流電壓平分加到每個電容上。

濾波電路故障：

①濾波電容老化。其容量低于額定值的85%，致使變頻器運行時，輸出電壓低于正常值。

②濾波電容損壞成開路，導致變頻器運行時輸出電壓低于正常值。損壞成短路，會導致另一只濾波損壞。進而可能損壞限流電路中的繼電器、限流電阻、損壞整流模塊。

③勻壓電阻損壞。勻壓電阻損壞后，會由于兩個電容受壓不均而逐個因超壓被損壞。

4、制動電路

    制動電路工作時，可以使變頻器在減速過程中，增加電動機的制動轉矩。同時吸收制動過程中產生的泵升電壓，使主回路的直流電壓不至于過高。

制動電路的故障：

制動控制管G損壞。G損壞成開路，失去制動功能；G損壞成短路，制動電路始終處于工作狀態，制動電阻Rb會損壞。同時增加整流模塊的負荷，整流模塊易老化，甚至損壞。

5、逆變電路

    逆變電路的基本作用是在驅動信號的控制下，將直流電源轉換成頻率和電壓可以任意調節的交流電源。即變頻器的輸出電源。它有六個開關器件（如GTR、IGBT），組成三相橋式逆變電路。這些開關器件都是作成模塊形式，通常有同一橋臂上、下兩個開關器件組成一個模塊，有六個開關器件組成一個模塊。

逆變電路故障：

    六個開關器件中的一個或一個以上損壞，造成輸出電壓抖動、斷相或無輸出現象。同一橋臂上下兩個開關器同時損壞短路（主回路短路）。造成限流電路的繼電器或可控硅、整流模塊損壞。

    損壞原因是負載電流過大，主回路直流電壓過高，而過流保護和過壓保護又未起到保護作用；驅動信號不正常，出現同一橋臂上下兩個開關器件同時導通，逆變模塊老化等等。同時，已有許多小功率變頻器采用集成功率模塊或智能功率模塊。智能功率模塊內部高度集成了整流模塊、限流電路中的可控硅、逆變模塊、驅動電路、保護電路及各種傳感器。它的優點是：使變頻器外圍電路減少，只有一塊功率模塊，安裝方便、體積減小。缺點是智能模塊中只要其中的一個部件損壞，整個模塊就要更換。導致修理費用增加或無修理價值。