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变频器的根本结构与根本电路图解析

变频器的基本结构与基本电路图解析-要想做好变频器维修,当然了解变频器基础知识是相当重要的 对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路

  要想做好变频器修补,当然了解变频器根底常识是适当重要的 关于变频器修补,仅了解以上根本电路还远远不够的,还须深入了解以下首要电路。主回路首要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图1是它的结构图。

  

  变频器根本电路图剖析

  现在,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,一般尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的中心电路,由整流回路(交—直沟通),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交改换)组成,当然还包含有限流电路、制动电路、操控电路等组成部分。

  1)整流电路

  如图所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功用是将工频电源进行整流,经中心直流环节平波后为逆变电路和操控电路供给所需的直流电源。三相沟通电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引进整流桥的输入端。网络的效果,是吸收沟通电网的高频谐波信号和浪涌过电压,然后避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时,整流器材的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。

  

  2)滤波电路

  逆变器的负载属理性负载的异步电动机,不管异步电动机处于电动或发电状况,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的沟通,这种无功用量要靠直流中心电路的储能元件来缓冲。一起,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的动摇,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的效果。

  通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,一般是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。别的,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因此%&&&&&%的寿数则会严峻限制变频器的寿数。

  3)逆变电路

  逆变电路的效果是在操控电路的效果下,将直流电路输出的直流电源转化成频率和电压都能够恣意调理的沟通电源。逆变电路的输出便是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的中心电路之一,起着非常重要的效果。

  最常见的逆变电路结构方法是使用六个功率开关器材(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规则的操控逆变器中功率开关器材的导通与关断,能够得到恣意频率的三相沟通输出。

  一般的中小容量的变频器主回路器材一般选用集成模块或智能模块。智能模块的内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、维护电路及驱动电路。如三菱公司出产的IPMPM50RSA120,富士公司出产的7MBP50RA060,西门子公司出产的BSM50GD120等,内部集成了整流模块、功率因数校对电路、IGBT逆变模块及各种检测维护功用。模块的典型开关频率为20KHz,维护功用为欠电压、过电压和过热毛病时输出毛病信号灯。

  逆变电路中都设置有续流电路。续流电路的功用是当频率下降时,异步电动机的同步转速也随之下降。为异步电动机的再生电能反应至直流电路供给通道。在逆变进程中,寄生电感开释能量供给通道。别的,当坐落同一桥臂上的两个开关,一起处于注册状况时将会呈现短路现象,并焚毁换流器材。所以在实践的通用变频器中还设有缓冲电路等各种相应的辅佐电路,以确保电路的正常作业和在发生意外状况时,对换流器材进行维护。

  1)驱动电路

  驱动电路是将主控电路中CPU发生的六个PWM信号,经光电阻隔和扩大后,作为逆变电路的换流器材(逆变模块)供给驱动信号。

  对驱动电路的各种要求,因换流器材的不同而异。一起,一些开发商开发了许多适合各种换流器材的专用驱动模块。有些品牌、类型的变频器直接选用专用驱动模块。可是,大部分的变频器选用驱动电路。从修补的视点考虑,这儿介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。

  

  变频器驱动电路由阻隔扩大电路、驱动扩大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路,三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。

  2)维护电路

  当变频器呈现反常时,为了使变频器因反常形成的丢失削减到最小,乃至削减到零。每个品牌的变频器都很注重维护功用,都设法添加维护功用,进步维护功用的有效性。

  在变频器维护功用的范畴,厂商可谓使尽本领,作好文章。这样,也就形成了变频器维护电路的多样性和复杂性。有惯例的检测维护电路,软件归纳维护功用。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等,内部都具有维护功用。

  图2.4所示的电路是较典型的过流检测维护电路。由电流取样、信号阻隔扩大、信号扩大输出三部分组成。

  

  3)开关电源电路

  开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路及风机等电路供给低压电源。图2.5富士G11型开关电源电路组成的结构图。

  

  直流高压P端加到高频脉冲变压器初级端,开关调整管串接脉冲变压器另一个初级端后,再接到直流高压N端。开关管周期性地导通、截止,使初级直流电压换成矩形波。由脉冲变压器耦合到次级,再经整流滤波后,取得相应的直流输出电压。它又对输出电压取样比较,去操控脉冲调宽电路,以改动脉冲宽度的方法,使输出电压安稳。

  4)主控板上通讯电路

  当变频器由可编程(plc)或上位计算机、人机界面等进行操控时,有必要经过通讯接口彼此传递信号。图2.6是LG变频器的通讯接口电路。

  

  变频器通讯时,一般选用两线制的RS485接口。西门子变频器也是相同。两线别离用于传递和接纳信号。变频器在接纳到信号后传递信号之前,这两种信号都经过缓冲器A1701、75176B等%&&&&&%,以确保杰出的通讯效果。

  所以,变频器主控板上的通讯接口电路首要是指这部分电路,还有信号的抗干扰电路。

  5)外部操控电路

  变频器外部操控电路首要是指频率设定电压输入,频率设定电流输入、正转、回转、点动及中止作业操控,多档转速操控。频率设定电压(电流)输入信号经过变频器内的A/D转化电路进入CPU。其他一些操控经过变频器内输入电路的光耦阻隔传递到CPU中。

  在下面文章中,上传了有关变频器的修补常识供咱们共享! 依据咱们对我的提议以及对我的支撑,现在将一些变频器最根本,根底的常识贡献给咱们。变频器开关电源电路、变频器开关电源首要包含输入电网滤波器、输入整流滤波器、改换器、输出整流滤波器、操控电路、维护电路。(http://www.diangon.com/版权所有)咱们公司产品开关电源电路如下图,是由UC3844组成的开关电路:开关电源首要有以下特色: 1,体积小,分量轻:因为没有工频变频器,所以体积和分量吸有线性电源的20~30% 2,功耗小,效率高:功率晶体管作业在开关状况,所以晶体管的上功耗小,转化效率高,一般为60~70%,而线性电源只要30~40%

  

  二极管限幅电路

  限幅器是一个具有非线性电压传输特性的运放电路。其特色是:当输入信号电压在某一规模时,电路处于线性扩大状况,具有稳定的扩大倍数,而超出此规模,进入非线性区,扩大倍数接近于零或很低。在变频器电路设计中要求也是很高的,要做一个好的变频器修补技术员,了解它也适当重要。

  1、 二极管并联限幅器电路图如下所示:

  

  2、二极管串联限幅电路如下图所示:

  

  变频器操控电路组成

  如图1所示,操控电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的操控信号进行扩大的驱动电路,以及逆变器和电动机的维护电路。

  

  在图 1点划线内,无速度检测电路为开环操控。在操控电路添加了速度检测电路,即添加速度指令,能够对异步电动机的速度进行操控更准确的闭环操控。

  1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决议逆变器的输出电压、频率。

  2)电压、电流检测电路    与主回路电位阻隔检测电压、电流等。

  3)驱动电路

  为驱动主电路器材的电路,它与操控电路阻隔使主电路器材导通、关断。

  4)I/0输入输出电路

  为了变频器更好人机交互,变频器具有多种输入信号的输入 (比方作业、多段速度作业等)信号,还有各种内部参数的输出“比方电流、频率、维护动作驱动等)信号。

  5)速度检测电路

  以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号,送入运算回路,依据指令和运算可使电动机按指令速度作业。

  6)维护电路

  检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等反常时,为了避免逆变器和异步电动机损坏,使逆变器中止作业或按捺电压、电流值。

  逆变器操控电路中的维护电路,可分为逆变器维护和异步电动机维护两种,维护功用如下:

  变频器驱动电路的HCPL-316J特性

  HCPL-316J是由Agilent公司出产的一种IGBT门极驱动光耦合器,其内部集成集电极发射极电压欠饱满检测电路及毛病状况反应电路,为驱动电路的牢靠作业供给了保证。其特性为:兼容CMOS/TYL电平;光阻隔,毛病状况反应;开关时间最大500ns;“软”IGBT关断;欠饱满检测及欠压确定维护;过流维护功用;宽作业电压规模(15~30V);用户可装备主动复位、主动封闭。 DSP与该耦合器结合完成IGBT的驱动,使得IGBT VCE欠饱满检测结构紧凑,低成本且易于完成,一起满意了宽规模的安全与调理需求。

  HCPL-316J维护功用的完成

  HCPL-316J内置丰厚的IGBT检测及维护功用,使驱动电路设计起来愈加便利,安全牢靠。其间下面胪陈欠压确定维护(UVLO) 和过流维护两种维护功用的作业原理:

  (1)IGBT欠压确定维护(UVLO)功用

  在刚刚上电的进程中,芯片供电电压由0V逐步上升到最大值。假如此刻芯片有输出会形成IGBT门极电压过低,那么它会作业在线性扩大区。HCPL316J芯片的欠压确定维护的功用(UVLO)能够处理此问题。当VCC与VE之间的电压值小于12V时,输出低电平,以避免IGBT作业在线性作业区形成发热过多从而焚毁。示意图详见图1中含UVLO部分。

  

  图1 HCPL-316J内部原理图

  (2)IGBT过流维护功用

  HCPL-316J具有对IGBT的过流维护功用,它经过检测IGBT的导通压降来施行维护动作。相同从图上能够看出,在其内部有固定的7V电平,在检测电路作业时,它将检测到的IGBT C~E极两头的压降与内置的7V电平比较,当超越7V时,HCPL-316J芯片输出低电平关断IGBT,一起,一个过错检测信号经过片内光耦反应给输入侧,以便于采纳相应的处理办法。在IGBT关断时,其C~E极两头的电压必定是超越7V的,但此刻,过流检测电路失效,HCPL-316J芯片不会报毛病信号。(http://www.diangon.com/版权所有)实践上,因为二极管的管压降,在IGBT的C~E 极间电压不到7V时芯片就采纳维护动作。

  

  整个电路板的效果适当于一个光耦阻隔扩大电路。它的中心部分是芯片HCPL-316J,其间由操控器(DSP-TMS320F2812)发生XPWM1及XCLEAR*信号输出给HCPL-316J,一起HCPL-316J发生的IGBT毛病信号FAULT*给操控器。一起在芯片的输出端接了由NPN和PNP组成的推挽式输出电路,意图是为了进步输出电流才能,匹配IGBT驱动要求。

  当HCPL-316J输出端VOUT输出为高电平时,推挽电路上管(T1)导通,下管(T2)截止, 三端稳压块LM7915输出端加在IGBT门极(VG1)上,IGBT VCE为15V,IGBT导通。当HCPL-316J输出端VOUT输出为低电平时,上管(T1)截止,下管(T1)导通,VCE为-9V,IGBT关断。以上便是IGBT的注册关断进程。

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