变频器原理

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所属分类:工业

㈠:变频器的基本构成
变频器是由主回路(整流,中间直流环节,逆变器)和控制电路组成。变频器的基本构成

1:整流 分单相整流和三相整流,是把交流电整流成直流电。

2:逆变器又称IGBT或模块,是有规律的控制逆变器中的主开关器件的通与断,可以得到任意频率的三相交流电输出。

3:中间直流环节:由于逆变器的负载为异步电动机,属于感性负载。无论电动机处于电动或发电制动状态,其功率因数总不会为1,因此在中间直流和电动机之间总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠中间环节的储能原件(电容或电抗器)来缓冲。

4:控制电路控制电路由运算电路,检测电路,控制信号的输入,输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制,对整流的电压控制以及完成各种保护等。控制方法主要采用模拟控制或数字控制。东元变频器的维修

㈡:东元变频器的维修
东元7200MA 1 故障 过电压
减速时间短,5V电压过高,还可能是电源板过脏,电压检测出问题了,主回路电容容量减小也会出现这个故障。

2 故障 过电流
380V 2.2KW 模块坏,换光藕,换好模块,OK.
380V 22KW 风扇坏,换风扇,驱动板上电容,OK.
7200CX 220V 0.75KW 故障OC,检查模块是好的,原来是驱动IC IR2132坏了,换个IR2130,机器正常。运行过电流有时候是电流检测坏了。

3故障 无显示
有以下几个原因:启动电阻坏,开关电源坏,负载是否短路

4通讯故障
继电器吸合重点检查排线插头和U4面板,继电器不吸合百分之九十是CPU坏了。

5 低电压
电压检测,主板,继电器,重点检查变压器边上的电容电阻。

6 输出不平
一般换光藕就好。通交流电,运行变频器,用直流档PN分别量UV W,直流电压有250v就是正常的,哪相有500V就换哪相光藕。

7 上电后显示过电流或接地短路
   一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。

启动显示过电流
   一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。

空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流
   该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起

 

 

测试整流电路
   找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑
   表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P
   端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复
   以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值
   三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥
   故障或起动电阻出现故障。
  测试逆变电路
   将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基
   本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则
   可确定逆变模块故障
  动态测试
   在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。在上电前后必须注意
   以下几点:
  上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机
   (炸电容、压敏电阻、模块等)。
  检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器
   出现故障,严重时会出现炸机等情况。
  上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。
  如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下
   启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,则模
   块或驱动板等有故障
  在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,最好是满负载
   测试。

 

 

 

东元M3参数P00改成05可看到65条参数,
P00改成08为参数2线式初始化
P00改成03参数可改

 

 

三菱A540显示E UVT 低电压
处理意见
1 换7800
2检查主回路
3 检查继电器
4换面板和主板之间的连接线

 

 

安川主板显示CPF00一般都是主IC坏了,只能换主IC了。
其他象CPF01 CPF02大多都可以修,找块好板来对照,给好主板通直流电,然后记录各IC的各脚电压,再试坏板。虽然这个办法有点费劲,但最后可以修好才是真的。

 

 

安川G5变频器密码,记得应该是A1-04,调到这条参数,然后同时按住MENU键和复位键10秒,就可以看到密码。
看到密码之后再调到A1-05把密码输入进去就可以修改参数了

 

台安变频器显示ERR6不是故障,是跳线没插,插上跳线就显示正常了.

 

 

台安N2-1.5KW变频器出现了加电后显示屏无任何指示是何故?

1面板没插好,针没对好。
2开关电源烧
3启动电阻坏
4模块坏
基本上就这几种,经过测量就知道具体问题了。我估计开关电源坏的可能性比较大。

 

东元7300FA 22KW带空电机3.7KW三相输出电流不平衡U=5.8 V=4.8 W=3.8是什么原因?
1驱动
2模块
3主板 一般情况下换光藕就可以修好,主板和模块的可能性很小。

 

安川F7的上电显示OL2,更换主板OK。

BSM75GB120DLC代换BSM50GB120DLC可以代换就是有点浪费

很多变频器是因为里面太脏,其实根本无故障,遇到好多这样的,特别是安川F7,清理一下装上就好了。

 

 

大部分变频器维修的时候滤波电容都要更换,特别是那些驱动板上的小电容,大电容可以用电容表量下容量,如果容量正常就可以继续用

当然了,外表有爆裂破损的电容最好不要用了。
去买电容的时候最好找熟悉的供应商,有很多贴牌和翻新的电容。
 

 

三菱E540的模块是一体化的,坏了几乎就要换,但有的主回路是好的,可以把电容挖出来,换个新的电容,曾经修好过,但成功率不高。

 

富士E9的变频器模块也是一体化的,曾经修过一台印染厂E93.7KW的,模块主板全换了,带电机正常,送回去说不能用。这款机器是印染专用的,不能和那边一块控制板通讯,找了好久也没找到那个主板,只好退修。

 

一客户打来电话说欧陆590+ 运行2分钟后报Alarm spd feedback,这个故障有2种可能,1是测速发电机坏了, 2是反馈方式不对。到现场一查参数没问题,再一量测速发电机到590的那两条线,发现没有电压。原来是测速发电机坏了。
 

 

一客户来电话说一台安川G7-132KW变频器用在起重机上,第一段速10HZ没问题,到20HZ的时候显示OV报警。复位之后再启动,还是一样。让我连夜过去,我经过询问客户使用情况才知道,这个机器加速时间很短,要用制动单元。一分析应该是制动单元坏了,电话指导客户去查,果然是制动单元坏了。有的时候变频器出现故障不一定是变频器坏了,有很多是电机和外部线路出现问题。

 

一纺织厂,台安N2-1.5KW变频器运行OC,我到现场把变频器输出线UVW拆掉就不跳故障了,再断电之后测量主回路没有问题。觉得可能是马达坏了,一量马达线,原来马达线有接头,有一条线断了,接上线之后,送电开机OK。
 

 

 

一印刷厂安川G5变频器,通电显示BB,电话指导客户去查外部线路,果然是外部线路问题。

所以说变频器出故障之后,要拆掉所有的控制线和主回路线,测量主回路及查下马达和线路看问题出在哪里。

真正的明显故障是好修的,就怕是一些软故障就很难修了。前几天遇到一台东芝的变频器用在大圆机上的,超过20HZ什么问题都没有,低于20HZ马达就抖,经检查是驱动电容的问题,更换之后就好了。
还有的时候小贴片电容也捣乱,还真不容易发现,容量不够了,但还没差很多,小贴片电阻也有的时候阻值变了,所以说修机器还是要细心一点

 

 

调参数千万注意不要轻易修改V/F曲线,要根据负载,试着慢慢调。
一般变频器出厂已经设定好了,就不要调了。如果不够力或电流过大,可慢慢调其数值,调之前最好做记录,因为即便做参数复归,VF修改值也不会变。
还有就是有的变频器不能轻易做复归的,有必要做参数复归的时候,要先抄下来原来的数值,避免给客户和自己带来麻烦。
一次一纸品厂客户反应东元变频器力不够,后改为矢量控制OK。

 

 

在变频器试VS马达未带负载的情况下,千万注意一定要修改加减速时间,因为马达未带负载惯力很大很容易炸模块,加减速时间调长或直接断电都可以,试好之后再调回来。

变频器在接线的时候要注意,不要把地线接到负极上,输入电源大多在左边,RST ,但也有在右面的,看到过一个老手,看也没仔细看,接好线上电就炸了。

当工作机械要求快速制动,而在所要求的时间内,变频器内置的制动电阻来不及消耗掉再生电能而使直流部分“过压”时,需要加接制动电阻或制动单元
,以加快消耗再生电能的速度。 

 

在机械调整过程中,以及金属切削机床装上工件后的校整过程中,常常需要“点-动、动-动”,谓之点动,英语是JOG,也有译成微动或寸动的。

实现点动的方式主要有两种:

(1) 外接控制 在点动接线端JOG与公共端CM之接入按钮开关即可,大多数变频器都备有点动接线端。

(2) 键盘控制 部分变频器在面板上专门配置了点动键,进行点动控制。

各类变频器都具有设定点动频率的功能。调试时,点动频率需视机械的具体需要来进行设定。可以先设定得低一些,再酌情增高。

印刷机都要用正转点动和反转点动的,这也就牵扯到变频器正反转运行加减速时间和正反点动加减速时间了。有的变频器就没有这种功能。

 

 

变频器干扰问题(转帖)

1 变频器对微机控制板的干扰

在注塑机、电梯等的控制系统中,多采用微机或者PLC进行控制,在系统设计或者改造过程中,一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。由于用户自己设计的微机控制板一般工艺水平差,不符合EMC国际标准,在采用变频器后,产生的传导和辐射干扰,往往导致控制系统工作异常,因此需要采取必要措施。

(1) 良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地,微机控制板的屏蔽地,最好单独接地。对于某些干扰严重的场合,建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连【3】。

(2) 给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等,成本低。可以有效抑制传导干扰。另外在辐射干扰严重的场合,如周围存在GSM、或者小灵通机站时,可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。

微机控制板的电源抗干扰措施

(3) 给变频器输入加装EMI滤波器,可以有效抑制变频器对电网的传导干扰,加装输入交流和直流电抗器L1、L2,可以提高功率因数,减小谐波污染,综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100m的场合,需要在变频器侧添加交流输出电抗器L3,解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。一个行之有效的方法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,并将钢管外壳或者电缆屏蔽层与大地可靠连接。请注意,在不添加交流输出电抗器L3时,如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,增大了输出对地的分布电容,容易出现过流。当然在实际中一般只采取其中的一种或者几种方法。

减小变频器对外部控制设备的干扰措施

(4) 对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中,建议尽量不要采用模拟控制,特别是控制距离大于1M,跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出,可以满足要求。如果非要用模拟量控制时,建议一定采用屏蔽电缆,并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重,需要实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模块,或者采用V/F转换,光藕隔离再采用频率设定输入的方法。

2 变频器本身抗干扰问题

当变频器的供电系统附近,存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合,变频器本身容易因为干扰而出现保护。建议用户采用如下措施:

(1) 在变频器输入侧添加电感和电容,构成LC滤波网络。
(2) 变频器的电源线直接从变压器侧供电。
(3) 在条件许可的情况下,可以采用单独的变压器。
(4) 在采用外部开关量控制端子控制时,连接线路较长时,建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时,除控制线必须采用屏蔽电缆外,主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线,减小彼此干扰,防止变频器的误动作。
(5) 在采用外部模拟量控制端子控制时,如果连接线路在1M以内,采用屏蔽电缆连接,并实施变频器侧一点接地即可;如果线路较长,现场干扰严重的场合,建议在变频器侧加装DC/DC隔离模块或者采用经过V/F转换,采用频率指令给定模式进行控制。
(6) 在采用外部通信控制端子控制时,建议采用屏蔽双绞线,并将变频器侧的屏蔽层接地(PE),如果干扰非常严重,建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式,注意控制线路尽量不要超过15m,如果要加长,必须随之降低通信波特率,在100m左右时,能够正常通信的波特率小于600bps。对于RS485通信,还必须考虑终端匹配电阻等。对于采用现场总线的高速控制系统,通信电缆必须采用专用电缆,并采用多点接地的方式,才能够提高可靠性。
 

    电网质量问题

在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合,电压经常出现闪变;在一个车间中,有几百台变频器等容性整流负载在工作时,电网的谐波非常大,对于电网质量有很严重的污染,对设备本身也有相当的破坏作用,轻则不能够连续正常运行,重则造成设备输入回路的损坏。可以采取以下的措施:

集中整流的直流共母线供电方式

(1) 在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合建议用户增加无功静补装置,提高电网功率因数和质量。
(2) 在变频器比较集中的车间,建议采用集中整流,直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点是,谐波小、节能,特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。
(3) 变频器输入侧加装无源LC滤波器,减小输入谐波,提高功率因数,成本较低,可靠性高,效果好。
(4) 变频器输入侧加装有源PFC装置,效果最好,但成本较高。

5 电机的漏电、轴电压与轴承电流问题
变频器驱动感应电机的电机模型,Csf为定子与机壳之间的等效电容,Csr为定子与转子之间的等效电容,Crf为转子与机壳之间的等效电容,Rb为轴承对轴的电阻;Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。
高频PWM脉冲输入下,电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路,从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。

变频器驱动感应电机的电机模型

漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf产生。其大小与PWM的dv/dt大小与开关频率大小有关,其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。另外,对于旧式电机,由于其绝缘材料差,又经过长期运行老化,有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此,建议在改造前,必须进行绝缘的测试。对于新的变频电机的绝缘,要求要比标准电机高出一个等级。

轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、EDM(Electric Discharge Machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关,且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关,tr越小,dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高,轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性,只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时,存储在电子转子对地电容Crf上的电荷(1/2 Crf×Urf)通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地进行火花式放电,造成轴承光洁度下降,降低使用寿命,严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容Crf的大小。

环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰,对变频器和电机影响不大。避免或者减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线(PE变频器)一般与电机接地线(PE电机1)连接在一个点,因此,必须尽可能加粗电机接地电缆线径,减小两者之间的电阻,同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆,保证良好接地。对于潜水深井泵这样的负载,接地阻抗ZE电机2可能小于ZE变压器与ZE变频器之和,容易形成地环流,建议断开ZE变频器,抗干扰效果好。

在变频器输出端串由电感、RC组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。目前有多家厂家可提供标准滤波器。

 

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