1、-變頻器講義第一章：變頻調速根底知識1關于調速 n=60f/p(1-s)p-變極調速 特點：有級調速，系統簡單，最多4段速s-調壓調速、轉子串電阻調速 特點：無級調速，調速圍窄電機最大出力能力下降，效率低，系統簡單，性能較差。f-變頻調速 特點：真正無級調速，調速圍寬，電機最大出力能力不變，效率高,系統復雜，性能好，可以和直流調速系統相媲美。2變頻技術交流變頻是強弱電混合綜合性技術，既要處理大電能的轉換整流、逆變，又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的技術分成功率轉換和弱電控制兩大局部。前者要解決與高壓大電流變流技術有關的問題和新型電力電子器件的應用技術問題，后者要解決基于現代控制理論的控制

2、策略和智能控制策略的硬、軟件開發問題，目前廣泛應用的是全數字控制技術。變頻器的控制對象：三相交流異步電機和三相交流同步電機，標準適配電機極數是2/4極。3變頻調速的開展歷程 P7大功率半導體技術：70年代：可控硅(SCR: Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流器的簡稱，也稱晶閘管。可控硅有單向、雙向、可關斷和光控幾種類型它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優點，被廣泛用于可控整流、逆變以及無觸點開關等各種自動控制和大功率的電能轉換的場合。 單向可控硅用于直流電路，也是可控整流電子元件相當于可控制輸出的二極管；雙向可控硅可用于交、直流電路。GTR 是

3、三極管的一種，Giant Transistor，巨型晶體管由于可工作在高電壓、高電流下，也稱電力晶體管。BJT 也是三極管的一種，Bipolar Junction Transistor，雙極型面接觸晶體管。80年代以后：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜

4、合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。脈沖寬度調制技術：PWM (Pulse Width Modulation) 即通過對一系列脈沖的寬度進展調制，來等效的獲得所需要的波形含形狀和幅值出現了多種PWM技術，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，其中SPWM法又包括：等面積法、硬件調制法、軟件生成法包括自然采樣法、規則采樣法等等。采樣控制理論中有一個重要結論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時,其效果根本一樣.PWM控制技

5、術就是以該結論為理論根底,對半導體開關器件的導通和關斷進展控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的規則對各脈沖的寬度進展調制,既可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率.5)變頻器簡要工作原理主要由四大局部組成：1整流局部：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波。2儲能環節：含預充電電阻、儲能電容及均壓電阻、制動電阻及再生制動的放電回路等。3逆變局部：將直流電轉換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦。4控制系統：包括單片機、PWM發生器、驅動電路、電壓、電

6、流、溫度檢測等裝置。濾波電容要均壓充電過程要限流逆變電路的構造思考:每個逆變器旁并的是什么, 起什么作用?續流二極管續流二極管作用：1） 電動機的繞組是電感性的，其電流具有無功分量。續流二極管作為無功分量返回直流電源的通道。2） 當頻率下降得較快時，電動機可能處于再生制動狀態，此時的再生電流將通過續流二極管整流后回饋給直流回路。3） 進展逆變的根本工作過程是，同一橋臂的兩個逆變管處于不停地交替導通和截止狀態。在這交替導通和截止的換相過程中，也不時地需要提供通路。6變頻器故障維修方法：望即目視檢查,以發現形態上的異常,重點注意以下容: i)變頻器前端整流元件有無爆裂. ii)預充電電阻是否有燒毀

7、外表是否灰白色或掉渣的跡象預充電電阻的切除繼電器是否有拉弧、燒壞跡象 iii)快熔是否熔斷 iv)直流母線電容器是否有爆裂與飛弧的熏黑跡象 v)與功率元件相連的阻容吸收元件、壓敏器件有無爆裂. vi)各線路板上是否有元器件爆裂、燒毀、開焊等現象. vii)系統是否存在異物，小動物或昆蟲尸體，有無液體侵入，大量灰塵堆積等情況.聞系統中是否留有元件爆裂、飛弧、燒毀等焦糊味道問仔細詢問對故障發生過程中經歷的人員故障發生的現象和過程切逐步檢測，假設前面的檢查無所發現，則按后面步驟進展。其中包括：一、靜態測試1、測試整流電路找到變頻器部直流電源的P端和N端，將萬用表調到電阻*10檔，紅表棒接到P，黑表棒

8、分別依到R、S、T，應該有大約幾十歐的阻值，且根本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復以上步驟，都應得到一樣結果。如果有以下結果，可以判定電路已出現異常，A.阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現故障。2、測試逆變電路將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上，應該有幾十歐的阻值，且各相阻值根本一樣，反相應該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復以上步驟應得到一樣結果，否則可確定逆變模塊故障。3、用高阻表做絕緣檢查：將變頻器的U1、V1、W1、C、D、U2、V2、W2各點用

9、一組測試短路線如帶有鱷魚的短路線，應自制短路成一點。其高阻檢測表的正極性表筆接上述短路點，負表筆接系統外殼PE，測試電壓可選DC-500V或DC-1000V在上述端子外側無其它連接的情況下，測得的電阻值應?2兆歐姆多在2兆歐姆-10兆歐姆之間。但這個結果有時會受現場環境濕度的影響，端子外部保有連接的情況下也會對此值有大的影響。二、動態測試在靜態測試結果正常以后，才可進展動態測試，即上電試機。在上電前后必須注意以下幾點:1、上電之前，須確認輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現炸機炸電容、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,連接異常有時

10、可能導致變頻器出現故障,嚴重時會出現炸機等情況。3、上電后檢測故障顯示容,并初步斷定故障及原因。4、如未顯示故障,首先檢查參數是否有異常,并將參數復歸后,進展空載(不接電機)情況下啟動變頻器,并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅動板等有故障。如果U、V、W三相輸出電壓值偏離，可檢測直流母線電壓，一般在513負載573V空載左右為正常。5、在輸出電壓正常無缺相、三相平衡的情況下，帶載測試。測試時，最好是滿負載測試。7變頻器/逆變器的正確拆裝：q 1、在設備斷電和完全放電后進展。q 2、場地干凈，拆、裝工具與部件、構造件應有區域存放。q 3、有正確、適用的拆裝工

11、具。q 4、準備好清洗劑無水酒精、耗材，注意防火。q 5、拆卸過程中做好記錄，“好記性不如爛筆頭，以備回裝時查用。q 6、操作時穿著防靜電工作服，佩帶防靜電完腕扣。注意經常執行靜電釋放動作。防止身體的靜電損壞線路板及半導體元、器件。q 7、有些無禁固部件的放置形態如D尺寸裝置中的電流互感器需要注意安放方向標記。q 8、拆裝前必須完成裝置的數據備份。在有工藝調節板T400，T300，T100等時，要將工藝板的參數備份或記錄完整。另一種方法是將原CU原封不動暫存，用另一塊CU板在維修期間暫用。q 9、緊固可控硅與IGBT等功率器件時，應按照指明的緊固力矩植，用力矩扳手操作。q 10、可控硅與IGB

12、T模塊在與散熱器接觸的底面上涂有導熱硅脂，器件拆下后，用無水酒精將安裝基面擦洗干凈，器件安裝時要重新涂覆導熱硅脂。注意不是多多益善，越薄、越均勻越好。8常見的故障現象和原因分析1過流OC過流是變頻器報警最為頻繁的現象。1.1現象1重新起動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴重的表現。主要原因有:負載側短路，機械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機的轉矩過小等現象引起。(2)上電就跳，這種現象一般不能復位，主要原因有:模塊壞、驅動電路壞、電流檢測電路壞。(3)重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有:加速時間設置太短、電流上限設置太小、轉矩補償(V/F)設定較高。二、過壓OU過電壓報警和跳閘，其

13、主要原因是1電源電壓過高；2減速時間設定太短；3降速過程中，再生制動的放電單元工作不理想，來不及放電；4應增加外接制動電阻和制動單元；5放電支路發生故障,實際并不放電。三、欠壓Uu欠壓報警和跳閘，其可能的原因有:1)電源電壓過低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)；2)電源斷相；3)整流橋故障，如整流橋*一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導致欠壓故障的出現，其次主回路接觸器損壞，導致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓.還有就是電壓檢測電路發生故障而出現欠壓問題。四、過熱OH過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高，風機堵轉，溫度傳感器性能不良，馬

14、達過熱。五、輸出不平衡輸出不平衡一般表現為馬達抖動，轉速不穩，主要原因:模塊壞，驅動電路壞，電抗器壞等。六、過載過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，平時看到過載現象我們其實首先應該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達由于過載能力較強,只要變頻器參數表的電機參數設置得當,一般不大會出現馬達過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓。七、開關電源損壞這是眾多變頻器最常見的故障，通常是由于開關電源的負載發生短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器UC2844來調整開關電源的輸出，同時UC2844還帶有電流檢測，電壓反響等功能，當發生無顯示，控制端子無電壓，DC12V,24V風扇不運轉等現象時我們首先應該考慮是否開關電源損壞了。八、SC故障即短路故障是變頻器較常見的故障。IGBT模塊損壞，這是引起SC故障報警的原因之一。此外驅動電路損壞也容易導致SC故障報警。此外電機抖動，三相電流，電壓不平衡，有頻率顯示卻無電壓輸出，這些現象都有可能是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞的原因有多種，首先是外部負載發生故障而導致IGBT模塊的損壞如負載發生短路，堵轉等。其次驅動電路老化也有可能導致驅動波形失真，或驅動電壓波動太大而導