变频器的工程实践

点赞:4900 浏览:18818 近期更新时间:2024-03-06 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】变频器作为近些年迅速崛起的节能设备,受到各行各业更加广泛的关注和应用.本文从实践的角度,论述了不同领域和设备在变频器使用上的共性问题,着重论述了变频器在实际应用过程中选择、安装、维护的常见问题和解决方法.论文的主要目的是为了给变频器的实际应用提供一定的参考,能够指导对变频器的操作和维护,使变频器发挥更大的作用.

【关 键 词 】变频器;维修;维护

在进入21世纪的今天,电力电子器件的基片已从Si(硅)变换为SiC(碳化硅),使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点;并制造出体积小、容量大的驱动装置;永久磁铁电动机也正在开发研制之中.在实际应用中,我们已经看到变频器的节能效果明显,应用变频器节能特点的同时,还可以充分利用它的控制特性.在中转站中,应用变频器的控制性能使液位在要求的范围内波动,使含水符合要求,达到实际的生产需要;在污水站中,应用变频器实现对反冲洗强度和时间的控制,使反冲洗更加精确、节约.

一、变频器的基本结构

变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.基本的结构有:整流器件部分、直流部分和逆变器件(IGBT)部分.

1.整流电路.整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源.整流电路一般都是单独的一块整流模块.

2、直流部分.直流部分是变频器的信号控制部分.整流器件把三相电变成直流电后,直流电部分取出所需的电压,带动驱动电路、检测电路和CPU控制器.驱动电路用来实现逆变器件的驱动,检测电路用来实现对温度、电流和电压的检测,CPU控制器实现判断和控制功能.

3、逆变器.同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出.以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形.

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控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、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”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成.

(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,决定逆变器的输出电压、频率.

(2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等.

(3)驱动电路:驱动主电路器件的电路.它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断.

二、变频器常见的故障

在维修变频器的同时我们不断分析和总结,现将常见故障列举如下:

(一)参数设置类故障.常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作.一般出厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值.在这些参数值的情况下,用户能以操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求.所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到.变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式.参数设置引起的故障.应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等,若发生参数设置故障,可根据故障代码或产品说明书进行参数修改,必要时可恢复出厂值,重新设置.


(二)欠压、过压故障.当电压过小或过大时,变频器的检测器件会自动保护变频器,变频器会停止工作.欠压、过压故障主要是因为外部电源的故障引起的,也有少数故障是检测电路损坏引起的.遇到欠压、过压故障时,先检查检测电路是否完好,然后再对外部电源进行检查.

(三)过流故障.过流故障可分为加速、减速、恒速过电流.其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的.这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查.如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器.可能原因有:电路板上有导电颗粒造成电路板静电损坏、腐蚀性物质使电路板受到腐蚀、接地不良使得电路板零伏受干扰、连接插件不牢等.维修中,遇到过流故障,我们先用钳型电流表测量变频器输出的电流.看输出电流是否平衡,如果输出不平衡,说明变频器内部器件有问题.

三、变频器的维修

变频器维修是一项理论知识、实践经验与操作水平的结合的工作,其技术水平决定着变频器的维修质量.从事变频器维修的人员需要经常学习,了解变频器内部的电子元器件所具备的功能和特点,开拓知识面,将新学到的知识应用于实际工作中,不断提高维修技术水平.

(一)静态测试

1、测试整流电路.找下结果,可以判定电路已出现异常,A.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,正常时有几十欧的阻值,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.如果有以阻值三相不平衡,说明整流桥有故障.B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或启动电阻出现故障.

2、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N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则可确定逆变模块有故障.

(二)动态测试.在表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:1、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);2、检查变频器各接插口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能会导致变频器出现故障,严重时会出炸机等情况;3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因.

(三)器件维修.器件维修时,先检查与变频器相连的交流接触器、开关、按钮和电能表等,看看这些器件能不能正常工作;测量与变频器相关的触点是否接触良好;接入变频器的三相电有无短路或虚接的情况.器件维修时要特别注意线路的虚接问题.如果线路虚接,启动变频器时可能不能启动,情况严重的可能损坏变频器本身.

【参考文献】

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