如果你想做好变频器的维修，当然了解变频器的基础知识很重要，你可以别等了。让分享变频器维护的基础知识。看完之后，如有错误请指正，如果你觉得它支持我没问题！变频器维修入门-电路分析图对于变频器维修来说，只知道上面的基本电路是远远不够的，还需要对下面的主电路有深入的了解。主电路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测采样电路组成。下图显示了它的结构。
图1.1
变频器基本电路图分析
目前，绝大多数通用变频器都是交-DC-交变频器，尤其是电压型变频器。它的主电路图(见图1.1)是变频器的核心电路，由整流电路(交流-DC交流)、DC滤波电路(耗能电路)、逆变电路(DC-交流转换)组成，当然还包括限流电路、制动电路、控制电路等元件。
图1.2
1)整流电路
如图1.2所示，一般变频器的整流电路由三相桥式整流桥组成。其作用是对工频电源进行整流，并在中间DC环节平滑后为逆变电路和控制电路提供必要的DC电源。一般三相交流电源通过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，避免损坏逆变器。当电源电压为三相380V时，整流装置的最大反向电压一般为1200-1600 V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2)滤波电路
逆变器的负载属于感应负载异步电动机。无论异步电动机是处于电动状态还是发电状态，DC滤波电路和异步电动机之间总会有无功功率的交换，而这种无功功率会被DC中间电路的储能元件缓冲。同时，三相整流桥输出的电压和电流属于DC脉冲电压和电流。为了减小DC电压和电流的波动，DC滤波电路对整流电路的输出进行滤波。
变频器一般DC滤波电路的大容量铝电解电容器通常由几个电容器串并联组成电容器组，以获得所需的耐压和容量。另外，由于电解电容的容量具有很大的离散性，会使其与电压不相等。所以电容要并联一个阻值相等的均压电阻来消除分立的影响，所以电容的寿命会严重制约变频器的寿命。
3)逆变电路
逆变电路的作用是将DC电路输出的DC电能在控制电路的作用下转换成频率和电压可任意调节的交流电能。逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。
最常见的逆变电路结构是由六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路。)，有规律地控制逆变器中功率开关器件的通断，可以获得任意频率的三相交流输出。
通常中小容量变频器的主电路器件一般采用集成模块或智能模块。智能模块内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路和驱动电路。比如三菱生产的IPMPM50RSA120，富士生产的7MBP50RA060，西门子生产的BSM50GD120等。内部集成了整流模块、功率因数校正电路、IGBT逆变模块以及各种检测和保护功能。该模块的典型开关频率为20KHz，其保护功能是在欠压、过压和过载时输出故障信号灯
逆变器电路都配有续流电路。续流电路的作用是当频率降低时，异步电机的同步转速也随之降低。它为异步电动机的再生电能反馈到DC电路提供了一个通道。在反转过程中，寄生电感释放能量提供通道。此外，当同一桥臂上的两个开关同时导通时，会发生短路，烧毁变换器器件。因此，实际的通用变频器还配有各种相应的辅助电路，如缓冲电路等，以保证电路的正常工作，并在发生事故时保护变频装置。
4)驱动电路
驱动电路是利用主控电路中CPU产生的6路PWM信号，经过光电隔离放大后，作为逆变电路的逆变器件(逆变模块)提供驱动信号。
驱动电路的要求对于不同的转换器设备是不同的。同时，一些开发者开发了许多适用于各种转换器设备的特殊驱动模块。有些品牌和型号的变频器直接采用专用驱动模块。然而，大多数变频器使用驱动电路。从维修的角度出发，这里介绍一种典型的驱动电路。图2是常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。
驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立的驱动电源电路，三个下桥臂驱动电路是一个共用的驱动电源电路。
5)保护电路
当变频器异常时，为了将变频器异常造成的损失降到最低，甚至为零。每个品牌的变频器都非常重视保护功能，并试图增加保护功能，提高其有效性。
在变频器的保护功能领域，厂商们都想尽办法做好文章。这样就形成了逆变器保护电路的多样性和复杂性。有常规检测保护电路和软件综合保护功能。一些逆变器驱动电路模块、智能功率模块、整流器和逆变器组合模块等。都有内部保护功能。
图4所示电路是一个典型的过流检测和保护电路。它由电流采样、信号隔离与放大、信号放大与输出三部分组成。
6)开关电源电路
开关电源电路为操作面板、主控板、驱动电路、风扇等电路提供低压电源。图5富士G11开关电源电路结构图。
高压P端施加到高频脉冲变压器的初级端，开关调整管与脉冲变压器的另一初级端串联，然后连接到高压N端。开关周期性地接通和断开，使得初级DC电压变成矩形波。脉冲变压器耦合到次级，经过整流和滤波后，得到相应的DC输出电压。它还对输出电压进行采样和比较，控制脉宽调制电路，并改变脉宽以稳定输出电压。
7)主控板上的通讯电路
当变频器由可编程逻辑控制器(PLC)或上位机、人机界面等控制时。它必须通过通信接口相互传输信号。图6显示了LG逆变器的通信接口电路。
双线RS485接口通常用于频率通信。西门子变频器也是一样。两条线分别用于发送和接收信号。在变频器接收信号并发射之前，两个信号都要经过缓冲器A1701、75176B等集成电路，以保证良好的通信效果。
所以变频器主控板上的通讯接口电路主要是指这部分电路，以及信号抗干扰电路。
8)外部控制电路
变频器外部控制电路主要指频率设定电压输入、频率设定电流输入、正转、反转、点动和停止运行控制、多速速度控制。设定频率的电压(电流)输入信号通过
逆变开关电源电路，主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路和保护电路。我公司的开关电源电路产品如下图所示，是由UC3844组成的开关电路。开关电源具有以下特点：1 .体积小，重量轻：由于没有电源变频器，其体积和重量吸收线性电源的20 ~ 30%。2.低功耗高效率：功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管的上功耗低，转换效率高，一般为60~70%，而线性
二极管限制电路
限幅器是一种运算放大器电路，具有非线性电压传输特性。其特点是当输入信号电压在一定范围内时，电路处于线性放大状态，放大倍数恒定，但超出此范围，则进入非线性区，放大倍数接近于零或很低。逆变电路设计的要求也很高。要成为一名优秀的变频器维修技师，了解它也是非常重要的。1、二极管并联限制器的电路图如下：
2、二极管串联限制电路如下图所示：
9)逆变器控制电路的组成
如下图所示，控制电路由以下电路组成：频率和电压运算电路、主电路的电压和电流检测电路、电机的速度检测电路、放大运算电路控制信号的驱动电路、逆变器和电机的保护电路。
在图1的虚线中，无速度检测电路是开环控制。在控制电路中增加了速度检测电路，即增加了速度指令，可以在闭环控制中更精确地控制异步电机的速度。
1)运算电路将外部速度和转矩命令与检测电路的电流和电压信号进行比较，以确定逆变器的输出电压和频率。
2)电压电流检测电路与主电路电位隔离，检测电压电流。3)驱动电路是驱动主电路器件的电路，它与控制电路相隔离，以导通和关断主电路器件。
4) I/O输入输出电路为了变频器更好的人机交互，变频器有各种输入信号的输入信号(如运行、多速运行等。)和输出各种内部参数信号(如电流、频率、保护动作驱动等。).
5)速度检测电路接收速度检测器(TG、PLG等)的信号。)作为速度信号安装在异步电机轴上，并送入运算电路，使电机按照指令和操作以指令的速度运行。
6)保护电路检测电压、电流等。主电路的。在过载或过压等异常情况下，为了防止变频器和异步电机损坏，变频器停止工作或抑制电压和电流值。
变频器控制电路中的保护电路可分为变频器保护和异步电机保护，其保护功能如下
HCPL-316J逆变器驱动电路的特点HCPL-316J是安捷伦公司生产的IGBT门极驱动光耦。其内部集成的集电极-发射极电压欠饱和检测电路和故障状态反馈电路保证了驱动电路的可靠运行。其特点是：兼容CMOS/TYL级；光隔离，故障状态反馈；最大开关时间为500ns；关掉软IGBT；欠饱和检测和欠压锁定保护；过流保护功能；工作电压范围宽(15 ~ 30V)；用户可以配置自动复位和自动关机。DSP和耦合器的结合实现了IGBT的驱动，使得IGBTVCE欠饱和检测结构紧凑、成本低、易于实现，满足了广泛的安全和法规要求。HCPL-316J保护功能的实现HCPL-316J具有丰富的IGBT检测和保护功能，使得驱动电路的设计更加方便、安全、可靠。
两种保护功能的工作原理，即欠压闭锁保护(UVLO)和过流保护，详述如下：
(1)IGBT欠压闭锁保护(UVLO)功能
在上电过程中，芯片的电源电压从0V逐渐上升到最大值。此时，如果芯片的输出会导致IGBT的栅极电压过低，那么它将工作在线性放大区。HCPL316J芯片的欠压闭锁保护(UVLO)功能可以解决这个问题。当VCC和VE之间的电压小于12V时，将输出一个低电平，以防止IGBT在线性工作区过热而烧毁。详情参见图1中包含UVLO的部分。
图1 HCPL-316j内部示意图
(2)IGBT过流保护功能
HCPL-316J具有IGBT过流保护功能，通过检测IGBT的导通压降来实现保护动作。从图中也可以看出，里面有一个固定的7V电平。当检测电路工作时，它将检测到的IGBTC ~ E极上的电压降与内置的7V电平进行比较。当超过7V时，HCPL-316J芯片输出低电平，关闭IGBT。同时通过片上光耦将错误检测信号反馈到输入侧，以便采取相应的解决方案。当IGBT关闭时，其C ~ E极两端的电压必须超过7V，但此时过流检测电路出现故障，HCPL-316J芯片不会报告故障信号。实际上，由于二极管的管压降，当IGBT的C ~ E极间电压小于7V时，芯片就会采取保护动作。
整个电路板充当光耦合器隔离放大器电路。其核心部分是芯片HCPL-316J，其中控制器(DSP-TMS320F2812)产生XPWM1和XCLEAR*信号输出到HCPL-316J，而HCPL-316J产生的IGBT故障信号FAULT*则送到控制器。同时，芯片的输出端连接了一个由NPN和PNP组成的推挽输出电路，以提高输出电流能力，匹配IGBT驱动要求。
当HCPL-316J的输出端VOUT为高电平时，推挽电路的上管(T1)导通，下管(T2)关断。三端稳压器LM7915的输出端作用于IGBT的栅极(VG1)，IGBT的VCE为15V，IGBT开启。当HCPL-316J输出端的VOUT输出为低电平时，上管(T1)关断，下管(T1)导通，VCE为-9V，IGBT关断。以上是IGBT的开机关机过程。
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