掌握这张图,可以解决变频器80%硬件故障
小蝌蚪找妈妈啊
2024年05月14日 14:08:29
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来源:技成培训

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作者:游班长

自上个世纪8  0年代,引进变频器技术至今,变频器因节能显著、调速便捷的特点,广泛的应用于工业设备上。笔者自08年第  一次接触变频器至今,时间已经悄然过去了16年。真是时光荏苒,岁月蹉跎。   回想起第一台变频器,是单位引进日本三菱75kW的变频器,当时,专门请人来调试,带大功率电机作为鼓风机,从下午调试到晚上,当时稀罕的不行,整个班组都围着这台变频器打转。再看看今天,变频器功率已经做到MW(兆瓦)级别,早已今非昔比。 

自上个世纪8  0年代,引进变频器技术至今,变频器因节能显著、调速便捷的特点,广泛的应用于工业设备上。笔者自08年第  一次接触变频器至今,时间已经悄然过去了16年。真是时光荏苒,岁月蹉跎。  

回想起第一台变频器,是单位引进日本三菱75kW的变频器,当时,专门请人来调试,带大功率电机作为鼓风机,从下午调试到晚上,当时稀罕的不行,整个班组都围着这台变频器打转。再看看今天,变频器功率已经做到MW(兆瓦)级别,早已今非昔比。  
跑题了,今天的话题是聊聊 变频器维修技术 ,算了一算,经手修过的变频器应该不小于千台次了吧,进口品牌有主流的ABB、西门子、施耐德、AB、伦茨、三肯、丹佛斯等,国产品牌有主流的汇川、台达、英威腾、蓝海华腾等等。暮然回首,发现不论是什么品牌变频器,其结构原理大同小异,无非有的变频器多一点保护、检测、安全功能,有些变频器则省略了一些冗余的配置。  
前面讲过,自上个世纪80年代引进,主要是因为节能与方便对马达进行调速,所以无论是什么品牌型号的变频器,主回路的原理都是一样的,都是 交流变直流,直流再变交流的结构原理 。经过整流后,变成直流储能在变频器主滤波电容上面,再通过变频器主控板控制六路IGBT的开关脉宽,就可以让输出的频率电压实现可调。   

掌握这张图,能解决80%变频器故障 

记得在15年,单位效益好,单位要求每位师傅都必须要带个徒弟出来,因为我负责单位设备维修,领导就让我带两个徒弟维修变频器。我记得给他们两个下的任务就是,将变频器主回路的原理,花大力气先吃透,了解变频器工作原理、再展开各个击破驱动电路、电流检测电路、电压采样电路、主控芯片、外部I/O电路,稳扎稳打,不论品牌,任何变频器到手,都能够信手拈来。


整流&滤波电路


     



     

线电压380V等级的变频器,整流后直流电压最大值为 537V,√2*380V=537V ,每个周期有6个小波峰,还需要加以滤波滤除。

变频器输入是三相正弦交流电,经过6个二极管构成的三相整流桥后,就变成了直流电。P+与N-就是变频器常说的母线电压端子,其就并接在大电容两端。

C1、C2滤波电容, R1、R2均压电阻, 滤波电容是将整流后的直流变得更加的平滑均匀,此时母线电压平均值537V。

经过整流滤波后的电压为537V,常见变频器上电无显示,首先测量的就是输入电压有没有380V交流,交流输入正常后,再用直流电压档测量变频器P+、N-两端的母线电压有没有。很多情况变频器上电无显示,除了开关电源部分问题,变频器中的限流电阻RL,如果开路,也将导致整个变频器无显示。


限流电阻与旁路继电器


     



   

变频器经过整流出来后,紧接着要滤波,因为滤波电容,在未充电前,两点电压近乎为0V,如果没有串接缓冲限流电阻,上电瞬间,经过整流出来的五百多伏的直流电瞬间将会直接导致前级断路器跳闸或整流桥故障,串接一颗限流电阻来限流。

当滤波电容充电到位后,母线电压建立完成,并接在限流电阻旁边的继电器,将会同步短接电阻,为运行做好准备。


逆变部分


     



   

变频器逆变部分,是变频器最核心的部分,常见变频器炸模块,主要炸的就是逆变IGBT,经过整流滤波后的变成直流,变频器最终要控制的是三相交流异步电动机,所以需要 六个IGBT 来控制输出,只需要通过主控板控制六路PWM驱动IGBT就能对应的调节实际输出的频率和电压。所以也就叫做脉宽调制PWM。


变频器维修会者不难,难者不会!

随着技术的发展与进步,现在变频器保护功能也越来越完全规范,常见的比如炸模块等故障,也仅限于外围,不会伤及核心部件,所以维修起来也基本可以轻车熟路。

这张图是变频器的核心,在工业现场维护的师傅,掌握这张图,能够处理80%的变频器故障。并非夸下海口,基于这张图,可以延伸 变频器电压检测电路、电流采样电路、IGBT驱动电路、风扇检测电路 等等,掌握主干,其余的枝枝丫丫都是为这张图服务的。


今天就谈到这里,下次有机会再来聊 ~

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