变频器原理及维修培训PPT幻灯片课件

变频器的原理和维护训练，刘善平山东华集能二电站，产品目录，第一章变频器的结构和原理第二章变频器的维护，第一章：变频器的内部结构，1.1构成变频器的变频器， 1 .整流部和2 .逆变器部3 .信号的输入输出4 .开关电源5.PWM系统6 .驱动电路7 .内部通信电路、逆变器结构框图、1.2主电路整流电路、起动保护、滤波电路、逆变器电路、指示电路、制动单元、输入端子、输出端子。 1 .整流电路VD1VD6整流二极管、c1、c2、平滑电容器、RL、限流电阻。 2 .制动电路图的RB电阻和VTB是制动选项，电动机产生再生电力，当UPN电压达到700V、VTB接通时，转换了电动机的机械能的电力被RB电阻消耗，电动机得到制动转矩而停止。 3、逆变电路将直流转换成三相交流图，在VT1VT6、逆变管、VD7VD12、回流二极管、1 )逆变原理下分析直流转换成正弦波的问题。 采样原理PWM技术的理论基础是采样控制理论中的面积等效控制原理。 即，施加在惯性连杆上的窄脉冲，尽管形状不同，但只要面积相等，作用在惯性连杆上的效果相同(惯性连杆为电感、电容器)。 脉冲宽度调制波SPWM :将正弦波电压n等分，将正弦波曲线的各等分所包围的面积置换为与其面积相等的等宽矩形脉冲，脉冲宽度与正弦波的大小成比例得到的脉冲串为SPWM波。 在实际应用中，SPWM波的形成：调制方法：采用载波与调制波的比较方式决定脉宽和间隔。 调制波ur :要生成的等效正弦波载波uc :等腰三角形波或锯齿波，3 )三相逆变器波形施加到6根逆变器管的信号都是开关信号，6根逆变器管相当于6个开关，管接通的相当于开关断开，断开的相当于开关断开4 .开关元件1 )二极管是单向导电元件，施加正向电压，导通，施加相当于开关闭合反向的电压，截止，相当于开关的截止；2 )绝缘栅双极晶体管(IGBT )结构和外形的IGBT，MOS和GTR互补6.1.2其他电路1 .输入侧绝缘电路反相器有一系列输入端子，这些输入端子和CPU通过绝缘电路连接。 输入端子的绝缘电路出现问题，影响了端子的正常输入。 每个输入端子独立连接光电耦合器，哪个光电耦合器发生了问题，其输入端子无法正常工作。 2.I-U转换电路该电路是模拟输入电压、电流、模拟输出指示端子的转换电路。 如果这个电路有问题的话，会影响这些信号的正常工作。 3.DC/DC电源这是除变频器主回路以外的所有回路的电源。 发生故障，整个变频器停止了。 由于该电源的输出端是数据包输出端，所以哪个组发生问题，对该组对应的电路产生影响。 开关电源电路图中，L1是一次电路，L2、L3、L4、L5是二次电路，动作时一次电路导通，二次电路截止，一次电路截止时二次电路导通。 二次回路的输出电压通过开关管的脉冲宽度进行调节。 开关电源容易损坏的元件有平滑电容器、整流二极管、开关管。 4 .过电压/欠电压保护电路该电路是直流母线电压检测电路，用于检测直流母线的欠电压或欠电压。 该电路发生了问题，一是无法正确提供检测保护信号，二是发生了误报，失去保护功能，制动电阻不工作，主电路过电压损坏。 5 .驱动电路放大从CPU输出的PWM信号，并且驱动IGBT开关而操作。 该电路与主电路紧密连接，是重要且易故障的一部分电路，1 )驱动电路是放大、驱动放大电路、驱动电路电源光耦合器绝缘电路中的IC是PWM输出和驱动电路的绝缘电路。即使驱动电路损坏，PWM发生电路也不会扩大故障。 V1是第1段的扩大V2、V3是输出跟踪器，提高输出能力。 图中的稳定压力管DZ使电源电压稳定在20V。 注：分离电路内的光耦合分离集成块容易损坏。 2 )驱动电路和电源的连接电路的作用：向驱动电路供给直流电源。 该电路从5V稳定管取得5V电源，施加到IGBT开关管的发射极，使驱动信号为0，IGBT控制保证极其5V的负电压，可靠地切断管理。 这个电源需要四组，三个带浮地，一个直接接地。 该电源由变频器的DC/DC直流电源供给。 6 .保护电路是保护逆变桥的过电流、过电压、过载等的保护电路。 由检测、放大、模拟/数字转换等电路构成。 该电路故障一是误报，二是失去保护功能，导致逆变桥损坏。 1 )电流检测电路通过检测变频器的输出电流来计算过电流、过载，如果判断为过电流、过载，则立即切断变频器的输出脉冲，停止PWM电路的动作。 r21是检测电阻，检测电流是1A。 (检测电流为100A，r21为0.015 )。 2 )即使在直流电压检测电路保证电力网的电压变化的情况下，也保证U/f=C的控制方式，通过该电路实时检测直流电路的电压Ud，根据Ud的变化调整PWM波的占空比。 7 .由于操作面板的操作面由连接器连接，接触不良会导致个别功能消失，电源不良会引起黑屏。 个别功能零件有可能发生故障，按钮接触。 9 .故障触点开关该开关主要用于变频器故障报警，变频器故障时输出故障信号。 10 .单片机也称为CPU，是整个逆变器的核心设备，输出各种控制信号、处理输入、检查等信号，如人脑。 CPU是集成电路，受分层保护，故障率低。 正常工作时的破损率较低，可能会因雷击、逆变电源引起的过电压、工作环境的湿气、静电感应等原因而破损。 对于故障修复，不要怀疑单片机有问题，因为没有充分的理由。 单片机出现问题，必须更换主板。 11.16MHz晶体振荡器是CPU的时钟频率振荡器振荡装置。 不是耐用的设备。 在许多电子设备中，石英振子出现损坏。 因为他的结构是在两块金属片之间夹着一块晶体，所以晶体怕振动，怕氧化。 石英振动成为问题，整个变频器不能正常工作。 高压变频器的概要是将额定电压为6kV或3kV的电动机称为“高压电动机”的习惯，因此将工作电压为1lOkV的变频器统称为中(高)压变频器。 由于中(高)压逆变器工作电压高，开关器件受到耐压限制，无法完全承受电源的高电压，主电路和低压逆变器有很大区别。 为了使逆变器在高电压下工作，研究了各种电路结构。 1 .高-低-高变频器通过降压变压器将电网的高压或中压降低到低压，通过低压变频器进行变频，通过升压变压器将低压升高到中压，供给电动机运行。 实际上，用于这种电路结构的逆变器是低压逆变器。 2、高中型高中型逆变器通过降压变压器将电网的高压降到中压，输送到中压逆变器，通过中压逆变器的输出驱动电动机。 动力单元串联高压变频器动力单元串联高压变频器为“高-中型”变频器。 主电路通过移相变压器进行降压，由多个低压逆变器功率单元串联构成。 各功率单元从多绕组移相降压变压器的一组次级绕组分别被供给电力。 多绕组移相降压变压器是动力单元串联高压逆变电路的重要部件。 变频器的检查作业前请注意安全。 确保人和设备的安全，不要让人扩大故障。请勿倒置变频器的输入输出端，勿直接损坏变频器检查过程中，请注意变频器停电后，直流母线有高压，等待5分钟以上后再触摸，或人为放电电容器，按照电容器放电的基准安全作业， 放电后继续作业变频器在通电待机状态或以规定的零转速启动的状态下，其输出端有直流200v左右的高压，因此请注意人身安全检查仪表板时，不要用手使用触摸板上的芯片销，否则静电会损伤芯片、第二章：逆变器维护、完全注意事项、1、开关电源部、1、整流电路D1D4是否被破坏或切断、滤波电路的容量是否破损、平衡电阻R1、R2是否正常、降压电阻R3是否烧毁或电阻值是否增大(停电时2 .检测开关管b-e结、c-e结是否存在破坏短路现象，测量开关变压器的各绕组是否存在短路现象，确定开关管和开关变压器是否良好(停电时测试)。 3 .检测二次输出绕组的整流滤波元件，重点检查滤波电容器是否膨胀或破损，排除二次电路短路的可能性。 4 .检查吸收电路D5、r1、C9是否正常(电源断开时进行测试)。 5、确认上述元件正常时，可将开关电源板从逆变器上拆下，单独进行通电试验。 用调节器慢慢调整到开关电源的额定电压值后，如果能听到变压器振荡时的钥匙声，没有振荡声，用测试仪测量UC3844电源的正、负之间是否有12V16V左右的直流电压。 6 .在确认到UC3844的馈电端子电压正常之后，可以在示波器检查在UC3844的六条腿上是否输出了PWM波(电路设计允许，PWM波的频率通常在20KHZ100KHZ之间)。 7 .在没有PWM波形输出的情况下，交换定时元件C5、R8、C6或UC3844。 通过排除上述几个步骤，开关电源应该能够正常工作。 虽然逆变器的开关电源的种类繁多，但基本原理是相同的，例如在各PWM管理芯片中有电源端子、定时元件RC网络、输出PWM波的端口等，只要我们理解它们的工作原理，就能够以一定的方法消除故障。情况1、逆变器(故障现象：无停电显示)检测出电源主电路、充电电阻、主电路接触器正常，因此确定为开关电源板故障。 按照上述维护步骤测量开关电源板。 在进行第一阶段的测量时，从直流母线560V到PWM调制芯片之间的330k/2w的降压电阻被破坏，被称为330k/2w的电阻，由于实际的测量值为2m以上，因此PWM调制芯片无法起动，无法进行振荡动作。 检测开关管、变压器、整流二极管、平滑电容器等重要设备，确认没有问题后，实施电气试验，OK！ 开关电源振动，各组电压正常输出，返回变频器后启动试验正常，该变频器修复完毕(注：维修人员在修理中发现不良部件后，不要立即更换试验机，必须测量电力大、易损坏的部件，确认没有问题后重试案例2、逆变器(故障现象：无停电显示)检测到电源主电路、充电电阻、主电路接触器正常，故障确定在电源基板上。 按照维护步骤测量开关电源板。 第一阶段的测量通过，第二阶段的测量发现开关管c-e结破坏，将其拆下，检查变压器、整流二极管、平滑电容器等重要部件，确认没有问题后实施电气试验，正常输出各组电压，安装机测试正常，故障诊断【情况3】:变频器(故障现象：无停电显示)检测到电源主电路、充电电阻、主电路接触器正常，故障确定在电源基板上。 按照维护步骤测量开关电源板。第一步通过，第二步通过，第三步通过，第四步通过，然后分别给电源板供电，测量PWM调制芯片的电源端子的对地电压在12.5V左右，表示供电正常。 用示波器观察芯片的PWM输出端时，没有PWM调制波形。 更换PWM调制芯片后，通电试验正常，进行故障诊断。 2、整流模块故障、3、IGBT故障、驱动损坏的原因各种各样，一般的问题是u、v、w三相是否输出不均衡，输出平衡，但是在低频时是否摆动，是否有启动警报等。 一台变频器变大后的快速熔融开路或IGBT变频器模块损坏时，驱动电路几乎没有损坏，不能切换良好的快速熔融或IGBT变频器模块，这样刚更换的良好设备容易再次损坏。 此时，应该关注下面的驱动电路是否有起火的标记，在此拔出IGBT逆变器模块的驱动脚的配线，能够用测试器电断开6路驱动电路的电阻值是否相同来进行测量，但极其个别的逆变器驱动电路是6路电阻值相同的三菱、富士等逆变器另外，在六路电阻值几乎相同但驱动电路无法完全证明的情况下，接着需要使用电子示波器来测定六路驱动电路的电压是否相同，在被提供启动信号时，如果六路驱动电路的波形是否一致，如果手上没有电子示波器，则使用数字电子测试器来测定驱动电路的电压一般来说，未启动时的每个电路的直流电压约为10V左右，启动后的直流电压约为2-3V，如果测定结果全部正常，则可以判断该逆变器的驱动电路良好。 接下来，将IGBT逆变器模块连接到驱动电路，但是如果没有100%掌握，最合适的方法是将IGBT逆变器模块的p与直流母线分离，由于间接串联连接的灯泡或电力稍大的电阻，在电路中产生大电流的情况下，使用IGBT逆变器模块案例1、安川616g5、3.7kw的变频器安川616g5、3.7kw的变频器，故障现象为三相输出正常，但低速时电机晃动，无法正常运行。 首先，估计多数逆变器驱动电路已损坏，正确的解决方法是确定故障现象并打开逆变器，将IGBT逆变器模块从印刷电路板上卸下，用电子示波器观察6路驱动电路打开时的波形是否一致，找到不一致的驱动电路该驱动电路上的光耦合的交换一般是在PC923或PC929中，在逆变器的使用年数超过3年的情况下，将驱动电路的电解电容器全部交换，用示波器进行观察，等到6路波形一致之后，安装IGBT逆变器模块，进行负载实验，进行抖动4、变频器电压下降故障的原因：1、电源缺相原因：变频器电源缺相后，三相整流为二相整流，加载负载后，整流后的DC电压下降，引起电压下降故障。 对策：检查变频器电源的开路和接触器接点是否良好接触，接点电阻是否过大，输入电压是否正常等。 2 .变频器内部直流电路的限流电阻或短路限流电阻的晶闸管破损原因：限流电阻或短路限流电阻的晶闸管破损时，变频器内部的平滑电容器无法充电，成为欠电压故障的原因。 对策：发现电阻和晶闸管损坏的原因(例如，电机频繁启动，变频器容量小，电机不合适等)，更换限流电阻和晶闸管。 3、同时动作或同时起动的逆变器过多的原因：若多台逆变器同时起动或动作，则电网的电压暂时降低，若电压降低持续的时间超过逆变器的允许时间(一般的逆变器有允许电压降低的最短时间)，则会引起逆变器的电压降低故障对策：尽量减少同时启动或动作的变频器的台数，在变频器输入侧增设AC电抗器，则无法增加供电变压器的容量。4、外部或逆变器之间的干扰原因：外部干扰或逆变器之间的相互干扰可能会检测到逆变器未正常工作，引起逆变器的误报警。 5、变频器过电压故障的原因、1、没有制动电阻和制动