1、變頻器維修速成班,變頻器維修培訓(xùn),PPT教程,變頻器維修速成班,變頻器維修,變頻器維修速成班,2.變頻器的散熱,1.變頻器的構(gòu)成,變頻器維修速成班,1.變頻器的構(gòu)成,一。主電路：,變頻器維修速成班,變頻器維修速成班,1，整流器,2，濾波電路,3，逆變電路,4，制動(dòng)電路,一。主電路：,變頻器維修速成班,3.輸出：直流功率變換為交流功率的逆變電路,2.濾波：吸收整流器和逆變產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的電路,1.整流：將工頻電源轉(zhuǎn)換為直流功率的整流器件,4.制動(dòng)：吸收或消耗多余能量的器件,變頻器維修速成班,信號(hào)：,一般分為數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)就是0，1，很簡(jiǎn)單的理解0為 低電平，1高電平。數(shù)字信號(hào)一般相

2、當(dāng)于一個(gè)方型波；模擬信號(hào)就好比一個(gè) 正旋波形，或者一線形波形，它是一種連續(xù)的東西。CPU： 軟件處理的地 方，就好比一臺(tái)電腦。把數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，然后輸出各種需要 的數(shù)字或模擬信號(hào)。,變頻器維修速成班,二?？刂齐娐罚?給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的控制信號(hào)的電路，稱為控制電路。,控制電路的組成：1.頻率、電壓的運(yùn)算電路， 2.主電路的電流、電壓檢測(cè)電路， 3.電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路， 4.將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路， 5.以及逆變器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路。,變頻器維修速成班,（1）運(yùn)算電路： 將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓

3、、頻率。,（2）電壓電流檢測(cè)電路： 與主電路的電位隔離，檢測(cè)電壓、電流等,（3）驅(qū)動(dòng)電路： 為驅(qū)動(dòng)主電路開關(guān)器件的電路。他與控制電路隔離，使主電路開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷。,（4）速度檢測(cè)電路： 以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的傳感器的信號(hào)為速度的信號(hào)，送人運(yùn)算電路根據(jù)指令和運(yùn)算可使電機(jī)按指令轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。簡(jiǎn)稱閉環(huán)調(diào)節(jié)。,變頻器維修速成班,（5）保護(hù)電路： 檢測(cè)主電路的電壓、電流等。當(dāng)發(fā)生過載或過壓等異常時(shí)，為了防止 變頻器和異步電動(dòng)機(jī)的損壞，使變頻器停止工作或限制電壓、電流的值。,變頻器控制電路中的保護(hù)電路可分為：變頻器保護(hù)和異步 電動(dòng)機(jī)保護(hù)兩種。,變頻器維修速成班,變頻器散熱：,中（高）變頻器因?yàn)楣β蚀?，提?/p>

4、變頻器本身的效率是重點(diǎn)， 這樣可減少自身的熱量，其次就是采用高效的散熱裝置。目前 常用的散熱裝置有風(fēng)冷、水冷、等方式。,第 2 章二、變頻器的故障診斷(主回路),希望同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí),變頻器維修速成班,2.1 變頻器的檢測(cè)：,電流和電壓的測(cè)量：,1.輸入電壓：應(yīng)為是工頻正弦波電壓，故各類儀表均可使用 2.輸入電流：宜采用電磁式儀表。 3.輸出電壓：只能采用整流式儀表。 4.輸出電流：宜采用電磁式儀表。,變頻器維修速成班,三相功率的測(cè)量： 和普通三相交流電路的測(cè)量方法相同，都使用電動(dòng)式儀表 （1）輸入側(cè) 由于三相全波整流電路在負(fù)載較輕時(shí)，三相電流常不平衡，故應(yīng) 各項(xiàng)分別測(cè)量，再把測(cè)量結(jié)果相加，得到

5、三相總功率。 P=P1+P2+P3 如果在運(yùn)行過程中負(fù)載較重，三相電流較平衡時(shí)，可采用兩表法。,變頻器維修速成班,（2）輸出側(cè) 因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，電動(dòng)機(jī)的三相電流總是平衡的，故可采用兩表法，,變頻器維修速成班,絕緣電阻的測(cè)量 （1）外接線絕緣電阻的測(cè)量 為了防止絕緣電阻表的高電壓施加到變頻器上，必須把需要測(cè)量的外接 拆離變頻器后再進(jìn)行測(cè)量。 （2）變頻器主電路絕緣電阻的測(cè)量 必須把變頻器所有的進(jìn)線端（R,S.T）和出線端（U,V,W）都連接起來， 然后再進(jìn)行測(cè)量， （3）控制電路絕緣電阻的測(cè)量 應(yīng)該用萬用表的高阻擋進(jìn)行測(cè)量，而不要用絕緣電阻表或其他有高電壓 的儀表進(jìn)行測(cè)量。,變頻器維修速成班,

6、主回路的故障判斷,變頻器內(nèi)部的故障有軟件故障和硬件故障,變頻器維修速成班,整流模塊的診斷方法：,變頻器維修速成班,逆變模塊的診斷方法：,變頻器維修速成班,11kW及以下標(biāo)準(zhǔn)品,15kW-75kW標(biāo)準(zhǔn)品,93kW及以上標(biāo)準(zhǔn)品,變頻器維修速成班,變頻器維修速成班,第3章 變頻器的電子原件,變頻器維修速成班,二極管的特性與應(yīng)用 ：,幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路 中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。,變頻器維修速成班,二極管的應(yīng)用,1、整流二極管,利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動(dòng) 直流電。,2、開關(guān)元件,

7、二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)； 在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極 管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。,3、限幅元件,二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V） 。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。,變頻器維修速成班,4、繼流二極管,在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。,5、檢波二極管,在收音機(jī)中起檢波作用。,6、變?nèi)荻O管,使用于電視機(jī)的高頻頭中。,7、穩(wěn)壓二極管,二極管工作時(shí)的端電壓（又稱齊納電壓）從3V左右到150V，按每隔10%，

8、 能劃分成許多等級(jí)。在功率方面，也有從200mW至100W以上的產(chǎn)品。,變頻器維修速成班,二極管的應(yīng)用,8、雪崩二極管,9、快速關(guān)斷,10、肖特基二極管,11、阻尼二極管,12、瞬變電壓抑制二極管,13、雙基極二極管,14、發(fā)光二極管,變頻器維修速成班,整流電路：,記?。憾O管具有單向?qū)ㄌ匦浴?變頻器維修速成班,開關(guān)電源中二極管的選擇：整流二極管一般都需要反向恢復(fù)時(shí)間快的。,如何選擇二極管：一、看反向耐壓值； 二、看正向額定電流值； 三、看反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)短； 四、看正向壓降。,二極管好壞檢測(cè)： 把萬用表放到二極管擋，紅表筆接A腳處，黑表筆接 K腳處（K旁邊有一橫線），顯示0.300.60左右

9、。然后 二表筆對(duì)調(diào)，顯示1，則表示此二極管是好。,變頻器維修速成班,變頻器中整流電路：,R、S、T三相電，每相電壓波形相差1200C，如上圖所示。三相電通過整流橋整流，每相的波形如圖、所示。因?yàn)樗鼈冊(cè)谙辔簧细飨嗖?200C，所以在任一個(gè)時(shí)間周期上波形不可能重疊。這樣經(jīng)過整流后的三相波形相加就成了圖波形。這個(gè)波形看起來好象水波一樣，一浪一浪的，其實(shí)那是為了更直觀去看。對(duì)于50HZ的電壓來說一個(gè)周期的時(shí)間很小，所以真正整流后的波形是沒那么凸的，相對(duì)來說會(huì)接近水平線。我們知道電容具有儲(chǔ)能作用，加上電解電容后整流后的波形就成一水平線。交流380V電壓經(jīng)過整流后成直流母線電壓,變頻器維修速成班,整流橋的

10、選擇：,對(duì)于380V額定電源來說，一般二極管的反向耐壓選擇1200V， 二極管的正向電流為電機(jī)額定電流 I 的1.4142倍。例如一臺(tái) 22KW的變頻器，電機(jī)額定電流45A，可以選擇整流橋的規(guī)格： 1200V，6590A 或者更大容量的。,三相整流橋,整流橋檢測(cè)：,判斷方法與二極管一樣，只不過是幾個(gè)二極管組合在一起， 分別去測(cè)量每個(gè)二極管的好壞。,變頻器維修速成班,整流模塊（輸入模塊）,變頻器維修速成班,電阻的原理與作用,變頻器維修速成班,電阻的原理與作用,電阻：通常在電路中為限電流分壓作用,變頻器維修速成班,阻值在1k以下的可標(biāo)注單位，也可不標(biāo)注單位。例如2.7可標(biāo)注為 2.7，又如820可

11、標(biāo)注為820。阻值在1-100k之間的，標(biāo)注單位為k 如2.2k可標(biāo)注為2.2k。阻值在100-1M之間的可標(biāo)注為M。如27Ok ，可標(biāo)注為0.27M。阻值在1M以上的，標(biāo)注單位為M。如2.4M ，可標(biāo)注為2.4M。單位也可以省略，但要加小數(shù)點(diǎn)和0，如R4為3.0“ 表示電阻R4為3M。,電阻器在電路圖中單位的標(biāo)注規(guī)則,變頻器維修速成班,充電電路：,電容的特性：電壓不能突變，即在瞬間加在電容二端之間的電壓不會(huì)變化，在開機(jī)前電容二端的電壓為0V；所以在上電（開機(jī)）的瞬間電容對(duì)地為短路狀態(tài)。如果不加充電電阻在整流橋與電解電容之間，則相當(dāng)于380V電源直接對(duì)地短路，瞬間整流橋通過無窮大的電流導(dǎo)致整流

12、橋炸掉。,變頻器維修速成班,加上充電電阻限流后，要是不并繼電器或其他元件，因?yàn)榱鬟^電流很大， 比如對(duì)于22KW的變頻器，在PN端（直流母線）上至少有45A的電流。 P= I2 R 由此公式可以看出這樣在充電電阻上將會(huì)有很大很大的功率 損耗。換句話說如果“接控制電路”部分出問題（比如繼電器或者可控硅 等等質(zhì)量有問題）則在變頻器運(yùn)行一會(huì)兒充電電阻就將因發(fā)熱太大而壞 掉（冒煙）；對(duì)于中小功率變頻器，要是充電電阻質(zhì)量很好很好，且阻 值也足夠大，由公式V = I R 可以知道在充電電阻二端的電壓V將很大 。而PN端經(jīng)整流后電流大概為540V，540 V 為充電電阻后面的電壓 即變頻器工作直流母線電壓。因

13、為一般變頻器都有設(shè)定其工作電壓范圍 ，對(duì)于三相380V變頻器而言 ，要是工作電壓低于430V左右，變頻器將 跳UV（欠壓）保護(hù)。,變頻器維修速成班,380V交流電整流后經(jīng)過充電電阻對(duì)電解電容充電，當(dāng)充到一定值 （比如200DCV）輔助電源啟動(dòng)給控制板供電，讓控制板工作從而 繼電器或可控硅接通，充電電阻就不用再工作了。在開機(jī)的瞬間， 流過整流橋的電流I = V R ； 如果R 大則I 小，如何 去確定充電電阻的大小呢？是不是充電電阻越大越好還是小點(diǎn)好呢？,變頻器維修速成班,充電電阻的正確選配：,有些變頻器產(chǎn)品一開機(jī)，整流橋馬上就被炸掉了。由上面公式 知道R越大，在開機(jī)瞬間流過整流橋的電流就越小。

14、而實(shí)際上 一般一開機(jī)炸掉整流橋不是因?yàn)槌潆婋娮鑂的選擇小了，而是R 太大導(dǎo)致整流橋的炸掉。開機(jī)后經(jīng)充電電阻去充電，當(dāng)充的電 足夠輔助電源啟動(dòng)（比如200V），CPU工作，發(fā)出信號(hào)給繼電 器或可控硅讓其導(dǎo)通。在繼電器導(dǎo)通瞬間繼電器b 點(diǎn)處電壓要 是很低（比200V大），而a 點(diǎn)電壓是380VAC直接整流過來大 概在540VDC左右，所以a、b 二端壓差很大。在接觸導(dǎo)通瞬 間電流很大，就好比a、b 是一個(gè)很小很小的電阻，瞬間幾百伏 電壓加上去，這樣整流橋流過的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整流橋額定電流 所以把整流橋炸掉。,變頻器維修速成班,一般充電電阻選擇：大功率變頻器選擇充電電阻小，小功率變頻器充電 電阻大。最

15、大值最好不要超過300，最小值最好大于等于10。電阻 選小了對(duì)高壓電容不好，電阻選大了容易炸機(jī)器。,充電電阻的正確選配：,繼電器 接觸器：,繼電器原理：當(dāng)線圈1，2 二端接上電源（交流或直流）后 a , b 導(dǎo)通。 當(dāng)1，2腳間加上直流電源的時(shí)候，需要在線圈二端并個(gè)二極管D；當(dāng)1 ，2腳間加上交流電源的時(shí)候，需要在線圈二端并上吸收電容C；因?yàn)?繼電器接觸器線圈是個(gè)感性元件，有儲(chǔ)能作用。在斷開電源時(shí)，線圈 中所儲(chǔ)存的能量要是不并吸收電容C或二極管D給線圈瀉放能量，則此 能量將成為一個(gè)很嚴(yán)重的干擾源，導(dǎo)致變頻器亂跳故障！,變頻器維修速成班,電解電容：,我們知道電解電容具有儲(chǔ)能，濾波，平滑波形作用。

16、在沒加電解 電容前經(jīng)過整流橋整流的波形好象水中的波浪（當(dāng)然實(shí)際沒有那 么大的幅度，只是為了直觀放大），而并上電解電容后經(jīng)過整流 后的母線電壓就上一條很直的線。,PN端的電壓經(jīng)過整流后一般在540VDC左右，因?yàn)殡娋W(wǎng)是波動(dòng) 的，所以變頻器的直流電壓工作范圍一般在430VDC700VDC 之間。而一般的高壓電容都在400VDC左右，為了滿足耐壓需 要就必須是二個(gè)400VDC的電容串起來作800VDC用。要是不在 上下串聯(lián)電容中并上均壓電阻，因?yàn)槎€(gè)電解電容不可能做成完 全一致，這樣每個(gè)電容上所承受的電壓就可能不同，承受電壓高 的發(fā)熱嚴(yán)重（電容里面有等效串聯(lián)電阻）或超過耐壓值而損壞。 所以必須在二個(gè)

17、串聯(lián)的電容上再并上均壓電阻去滿足上下電容所 承受的電壓是一樣的。,均壓電阻 ：,變頻器維修速成班,電解電容容量的選擇：,我們知道二個(gè)電容C串聯(lián)后容量為 C/2 , 二個(gè)電容并起來的容量為 2C。 （例如，470uF 的二個(gè)串聯(lián)起來容量就只有235uF, 而并聯(lián)起來的為 940uF ）變頻器功率越大，需要的電容就越大。一般選擇經(jīng)驗(yàn)為 60uF / A . 例如，一臺(tái)15KW的變頻器 額定電流為30A，需要的電容 容量為 60uF / A 30 A 即至少為1800uF，所以一般選擇4個(gè) 2200uF（二并二串） 或者2個(gè)4700uF的電容（二串聯(lián)）。當(dāng)然還要 去考慮所選電容品牌，品牌不同，質(zhì)量相

18、差會(huì)很大，這樣所選的電容 容量也相應(yīng)需要去調(diào)整。,一般電解電容的容量都很大，特別是那些大的高壓電解電容，而電 容又是儲(chǔ)能元件。所以需要特別注意在焊接，拿、放它時(shí)注意不能 去接觸電容的二個(gè)腳，或者短路它們，這樣會(huì)很危險(xiǎn)。,變頻器維修速成班,吸收電容：,IGBT的開關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致有很大的過流，過壓產(chǎn)生，還有電機(jī)的能量回饋， 要是沒有吸收電容把那些尖峰濾掉，IGBT，開關(guān)電源中的MOSFET（ 開關(guān)管）還有整流橋很容易就會(huì)被擊穿。所以吸收電容是一個(gè)很關(guān)鍵的 地方。而因?yàn)镻CB板的布局，還有銅排的走線不同，產(chǎn)品的抗干擾效果 不一樣。這樣吸收電容的選擇不能僅僅靠經(jīng)驗(yàn)值去處理。還要依據(jù)整體 布局（機(jī)箱）的好與

19、壞來定。當(dāng)然在不考慮成本的情況下吸收電容是越 大越好。,注意事項(xiàng)：,因?yàn)槲针娙莸闹匾?，所以?duì)它的裝配，焊接也要特別注意。 1、盡量把吸收電容放在IGBT模塊的P，N端上； 2、吸收電容的引腳要盡量的短； 3、質(zhì)量。,變頻器維修速成班,電容器原理與作用,變頻器維修速成班,電容的單位換算,法 ;毫 ;微; 納; 皮,1F(法拉)=1000mF(毫法),1(毫法) =1000uF(微法),1(微法) =1000nF(納法),1(納法)=1000pF(皮法)。,變頻器維修速成班,壓敏電阻及吸收電容：,壓敏電阻安裝在RST進(jìn)線處，主要起防雷作用。在正常情況下壓敏電阻 不起作用，當(dāng)有雷擊從電網(wǎng)進(jìn)來時(shí)，

20、因?yàn)樗查g的高脈沖（高壓）把壓敏 電阻擊穿，相當(dāng)于壓敏電阻對(duì)地短路，這樣雷擊能量就在進(jìn)變頻器前被 吸收掉了，避免損壞模塊。此處的吸收電容主要是對(duì)電網(wǎng)的雜波進(jìn)行濾 波，把那些進(jìn)去的干擾先濾掉。,霍爾:,霍爾最簡(jiǎn)單的理解就是一個(gè)變壓器（也叫電流互感器），由變壓器原理知道： I1 / I2 = n2 / n1,變頻器維修速成班,也可以這么理解：大電流很難直接去測(cè)量，所以呢要把它轉(zhuǎn)換成小電流小信 號(hào)去處理，如何去轉(zhuǎn)換呢，由公式知道要是I1 大（實(shí)際的電流）I2小（要 用到它去計(jì)算反饋到CPU去），只有n2大，n1小。I1為實(shí)際電流，n1就是一 條導(dǎo)線或一條銅排，即n1=1, n2可以查霍爾資料。這樣可以

21、算出從霍爾出來 有多少電流，I2也就知道了。,霍爾:,霍爾接口一般為：1正電源（+15V） 2負(fù)電源（-15V） 3輸出（Output）4電源 地（GND）。一般用到的霍爾又可以分為電壓型霍爾還有電流型霍爾。既根據(jù) 輸出來判定為電流型的還是電壓型的。其實(shí)二種型號(hào)的霍爾可以互換。由上面 公式我們知道不管是電壓型的還是電流型的，其實(shí)它們都是把大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換 成小電流信號(hào)，即輸出都為電流。實(shí)際上信號(hào)去CPU是以電壓形式來表現(xiàn)的。 所以到最后還是要轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。電流信號(hào)如何轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)呢？我們知 道公式V = I * R 很簡(jiǎn)單的只要并個(gè)電阻就可以把電流信號(hào)換成電壓信號(hào)了。電 壓型的霍爾我們可以理

22、解在霍爾里面就直接并了一個(gè)電阻到地。,變頻器維修速成班,霍爾:,一般霍爾安裝在U，V，W的其中二條相上，具體哪二相上不同的軟件有不同的 要求?？刹豢梢匝b三個(gè)霍爾呢？肯定是可以，并且效果還很好，只是從成本上考 慮才以最少量來設(shè)計(jì)的。,變頻器維修速成班,霍爾選擇：因?yàn)榛魻柕淖饔檬前汛箅娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)去CPU， 讓CPU去計(jì)算下一步該做什么工作。所以對(duì)于變頻器來說霍爾是個(gè)很重 要的元件，要求它的抗干擾能力強(qiáng)。要是霍爾質(zhì)量不好，轉(zhuǎn)換的小信號(hào) 還沒有那些干擾信號(hào)強(qiáng)，輸?shù)紺PU的信號(hào)就成為假的信號(hào)了，不是真正 UVW相中的信號(hào)去了。這樣CPU很容易出現(xiàn)誤動(dòng)作。根據(jù)不同功率的變 頻器選擇不同額定值的

23、霍爾。我們知道一般變頻器的過載能力在200% ，這樣通過霍爾的電流就至少要大于2倍此變頻器額定電流的。有這個(gè) 概念就好選擇用多大電流的霍爾了。比如一臺(tái)45KW的機(jī)器，額定電流 為90A，過載能力200%，就是180A的電流。那么選擇霍爾就要200A 的了。霍爾的選擇不一定需要選與實(shí)際產(chǎn)品一樣的（同一個(gè)品牌），注 意電流的選擇，看好產(chǎn)品的品質(zhì)就可以去替換了。,霍爾:,變頻器維修速成班,三極管的基本原理,變頻器維修速成班,IGBT：,由上圖很清楚很直觀理解IGBT的原理：當(dāng)有驅(qū)動(dòng)波形加在IGBT 的 G E上時(shí)， 在驅(qū)動(dòng)波形為高電平的時(shí)候IGBT導(dǎo)通。即相當(dāng)于S閉合，這樣電流通過電阻R 導(dǎo)通（R相

24、當(dāng)于IGBT的內(nèi)阻）。當(dāng)驅(qū)動(dòng)波形為低電平的時(shí)候，S斷開，沒有電 流流過。可以這么說IGBT在工作的時(shí)候就是一開一關(guān)狀態(tài)，至于開通時(shí)間及 關(guān)斷時(shí)間為多少就需要軟件（CPU）去計(jì)算。,變頻器維修速成班,IGBT開通損耗,我們知道IGBT模塊有大有小，一般做變頻器的IGBT模塊有從10A到400A的， 也就是說有那么大的電流通過IGBT的內(nèi)阻R，由I*2 R t （開通時(shí)間） = P （開通損耗）我們知道 要是t很大這樣損耗會(huì)很大很大。實(shí)際上t （時(shí)間） 是很小很小的t = 1 / f * D (f為變頻器的載波頻率；D為占空 比，對(duì)D具體解 釋參見開關(guān)電源部分)。一般變頻器的載波頻率在2KHz 1

25、6KHz 。所以說 t = 1 /2KHz 16KHz * D值很小。但因?yàn)镮值（模塊額定值）大，即使開通 時(shí)間短在期間損耗的能量也是很大的。,IGBT在關(guān)斷的時(shí)候也會(huì)損耗能量,因?yàn)镮GBT從開通狀態(tài)到關(guān)斷不是突變的，IGBT的損耗 P1= U * I * T (注意U I 都是變化的)在開通的時(shí)候一般IGBT的壓降（C E 間）在2V3V左右，關(guān)斷在 540V左右，從2V到540V這段時(shí)間（T ）IGBT的損耗 P1= U * I * T (注意U I 都是變化的),變頻器維修速成班,不管是在開通還是在關(guān)斷過程，流過IGBT C E間的電壓及其二端之間的電壓 不是突變的（有個(gè)斜坡），在這個(gè)斜

26、坡階段既有電流又有電壓，所以一定要消 耗能量。,IGBT：,變頻器維修速成班,因?yàn)镮GBT的工作狀態(tài)是一開一關(guān)，在這一開一關(guān)中需要消耗很大的能量， 載波頻率越高，開關(guān)速度就越快！能量損耗就越大。所以一般來說在調(diào)試 變頻器的時(shí)候越大的機(jī)器載波頻率就需要越小，減小變頻器的過熱（OH）。,那是不是可以把所有機(jī)器的載波頻率都調(diào)到最小值呢？,當(dāng)然什么東西好與壞都不是絕對(duì)的，在調(diào)試部分再具體分析載波頻率參數(shù)的設(shè)定問題。,變頻器維修速成班,一般的IGBT模塊封裝有下面幾種：,變頻器維修速成班,輸出模塊（逆變模塊）,變頻器維修速成班,IGBT原理圖,變頻器維修速成班,安裝IGBT注意事項(xiàng),上面我們知道IGBT

27、的開關(guān)損耗很大，要是散熱沒做好，IGBT很容易就會(huì) 因?yàn)檫^熱而被炸掉。所以在裝配的時(shí)候特別注意IGBT需要與散熱器完全接 觸好，一定要保證散熱器與IGBT模塊接觸面的光滑，無凹凸不平。散熱膠 需要均勻涂在IGBT上面。絕對(duì)不允許IGBT模塊與散熱器接觸面上有雜物 在上面。在IGBT模塊是多個(gè)單個(gè)IGBT及二極管等集成在一起的，它們有 很多的腳位通過模塊塑殼伸出來。所以一定要注意裝配時(shí)的用力，小心模 塊腳與模塊分離（斷開）。當(dāng)然對(duì)靜電更加要注意防范。那東西看不見摸 不著，一不小心模塊可能就中標(biāo)。,IGBT好壞的判斷：,一般用萬用表測(cè)量IGBT的好與壞主要是測(cè)量續(xù)流二極管的好與壞，至于 IGBT只

28、能量到它是否直通了。要是C、E間炸斷了是無法用萬用表去測(cè)量 的。這樣最簡(jiǎn)單最直接的判斷方法就是用萬用表測(cè)各個(gè)IGBT上并的那些 二極管就可以。測(cè)量及判斷方法與二極管一樣。,變頻器維修速成班,比較器,顧名思義比較器就是二個(gè)或二個(gè)以上信號(hào)去比較大小。上圖是二個(gè)簡(jiǎn)單的比較 電路（U1為比較器）其中VCC1，VCC2腳沒有畫出來。對(duì)圖 A，當(dāng)輸入信 號(hào)（Vin）比參考信號(hào)（V1）高的時(shí)候，輸出（Vout）為高電平；當(dāng)輸入信號(hào) （Vin）比參考信號(hào)（V1）低的時(shí)候，輸出（Vout）為低電平。對(duì)圖 B 剛好 相反：當(dāng)輸入信號(hào)（Vin）比參考信號(hào)（V1）高的時(shí)候，輸出（Vout）為低電 平；當(dāng)輸入信號(hào)（Vi

29、n）比參考信號(hào)（V1）低的時(shí)候，輸出（Vout）為高電平 。簡(jiǎn)單來講，對(duì)于一個(gè)比較器當(dāng)（+）腳比（-）腳電壓高的時(shí)候，輸出為高 電平；當(dāng)（+）腳比（-）腳電壓低的時(shí)候，輸出低電平。,此處的高電平為VCC1，低電平為VCC2。R4為可接可不接電阻， 接上相對(duì)來講抗干擾能力會(huì)好些。,變頻器維修速成班,比較器,比較器好壞判斷：,當(dāng)輸出為高電平的時(shí)候 VO 一定要等于VCC1，當(dāng)輸出為低電平的時(shí)候VO 一定要等于VCC2。否則此比較器就是壞的。,運(yùn)算放大器,從圖上我們看不出運(yùn)算放大器與比較器有什么區(qū)別。也無法去測(cè) 量到底哪個(gè)是哪個(gè)。最簡(jiǎn)單也是最正確的方法查找此IC的資料， 從它們的規(guī)格書上了解到底是什

30、么IC。,變頻器維修速成班,對(duì)于運(yùn)算放大器必須記住的是（+）與（）腳電壓是永遠(yuǎn)相等的， 即V1 = V2。這樣我們可以很容易算出Vout 為多少。借用圖中V1， V2公式，很容易推出Vout 。,通過改變R1、R4的大小來改變Vout大小。同時(shí)我們也要注意到Vout 方向也變了。 輸入為正輸出就為負(fù)。要想把輸出也變成正的再串個(gè)一樣的運(yùn)放就OK。,從上面的講解我們知道比較器在原理圖上看起來好象是相同的 東西，但實(shí)際上它們是不可以相互替換的。從它們的作用就可 以看出來。,變頻器維修速成班,常見光偶,變頻器維修速成班,光藕,光耦合器稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。 它對(duì)輸入、輸

31、出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得 到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一 。,光耦合器一般由三部分組成：,光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大,輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光， 被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就 完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。 由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特 點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器 的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制 能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提 高信噪比,變頻器維修速

32、成班,常見光偶,變頻器維修速成班,常見光偶,HCPL-316J,變頻器維修速成班,光耦合器的性能及類型,用于傳遞模擬信號(hào)的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接收器為光敏 三極管。當(dāng)有電流通過發(fā)光二極管時(shí)，便形成一個(gè)光源，該光源照射 到光敏三極管表面上，使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流，該電流的大小 與光照的強(qiáng)弱，亦即流過二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦 合器的輸入端和輸出端之間通過光信號(hào)來傳輸，因而兩部分之間在電 氣上完全隔離，沒有電信號(hào)的反饋和干擾，故性能穩(wěn)定，抗干擾能力 強(qiáng)。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容?。?pf左右）、耐壓高(2.5KV 左右)，故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于

33、兩部分 供電電源間的絕緣電阻。此外，因其輸入電阻小（約10），對(duì)高 內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。因此，由光耦合器構(gòu)成的模擬信號(hào)隔離 電路具有優(yōu)良的電氣性能。,變頻器維修速成班,光耦合器的性能及類型,事實(shí)上，光耦合器是一種由光電流控制的電流轉(zhuǎn)移器件，其輸出 特性與普通雙極型晶體管的輸出特性相似，因而可以將其作為普通放 大器直接構(gòu)成模擬放大電路，并且輸入與輸出間可實(shí)現(xiàn)電隔離。然而 ，這類放大電路的工作穩(wěn)定性較差，無實(shí)用價(jià)值。究其原因主要有兩 點(diǎn)：一是光耦合器的線性工作范圍較窄，且隨溫度變化而變化；二是 光耦合器共發(fā)射極電流傳輸系數(shù)和集電極反向飽和電流ICBO(即暗 電流)受溫度變化的影響明顯。因此，

34、在實(shí)際應(yīng)用中，除應(yīng)選用線性范 圍寬、線性度高的光耦合器來實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)隔離外，還必須在電路上 采取有效措施，盡量消除溫度變化對(duì)放大電路工作狀態(tài)的影響。,變頻器維修速成班,從光耦合器的轉(zhuǎn)移特性與溫度的關(guān)系可以看出，若使光耦合器構(gòu)成 的模擬隔離電路穩(wěn)定實(shí)用，則應(yīng)盡量消除暗電流（ICBO）的影響，以 提高線性度，做到靜態(tài)工作點(diǎn)IFQ隨溫度的變化而自動(dòng)調(diào)整，以使輸出 信號(hào)保持對(duì)稱性，使輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍隨溫度變化而自動(dòng)變化，以抵 消值隨溫度變化的影響，保證電路工作狀態(tài)的穩(wěn)定性,光耦合器的性能及類型,變頻器維修速成班,HCPL-316J輸出控制及保護(hù)功能,由上面表格中真值表，很好理解HCPL-316J 的

35、保護(hù)功能：（1）當(dāng) Vcc2 Ve Vuvlo 時(shí)，不管其它腳為高電平還是低電平，Pin11 輸出 都為低電平，即關(guān)斷IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； （2）當(dāng)HCPL-316J 檢測(cè)到 IGBT有過流發(fā)生，Pin14 腳 動(dòng)作反饋給Pin6 腳 讓6腳輸出低電平通知 CPU有故障發(fā)生。同時(shí)HCPL-316J 的 Pin11 降低驅(qū)動(dòng)電平去“軟”關(guān)斷 IGBT；（3）當(dāng)Pin1 腳為低電平或者Pin2腳為高電平時(shí)，不管其它腳 為什么電平，Pin11腳輸出低電平，關(guān)斷IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；（4）HCPL -316J在沒有任何故障的情況下，驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)入Pin1或者Pin2 經(jīng)過光耦 隔離后從Pin11 輸出放大

36、了的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，IGBT正常開通關(guān)斷。,變頻器維修速成班,下面通過波形圖來直觀理解HCPL-316J 的過流保護(hù)功能：,當(dāng)HCPL-316J 檢測(cè)到有過流發(fā)生 時(shí)，不是馬上去關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由上 圖可見有t2 那么長(zhǎng)時(shí)間的一個(gè)“軟”關(guān) 斷過程。當(dāng)檢測(cè)到故障到Pin6 動(dòng)作我 們可以看到有t3那么長(zhǎng)一段的延遲時(shí) 間，為什么會(huì)有那么長(zhǎng)的延遲期呢？,因?yàn)槿魏涡盘?hào)不可能在有隔離的情況下100%去同步反饋，并且信號(hào)檢測(cè)及 傳輸還要考慮到其它信號(hào)的干擾，這也是為什么一定要在Pin14,Pin16間加上 至少100pF電容的原因。傳輸加電容的延遲就使得從故障發(fā)生到發(fā)出信號(hào)去 通知CPU有t3那么長(zhǎng)的一段時(shí)間。這

37、段時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響到HCPL-316J對(duì) IGBT的保護(hù)作用。那是不是t3越短越好呢？我們知道316J 有個(gè)很好的功能 就是它的“軟”關(guān)斷。所以t2是必須有的時(shí)間延遲，現(xiàn)在只剩下t3t2 這段時(shí) 間，處理好這個(gè)時(shí)間不論是對(duì)IGBT的保護(hù)還是對(duì)整個(gè)變頻器的性能都是至關(guān) 重要的。把時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)IGBT的保護(hù)不敏感，容易炸掉IGBT，要是把時(shí)間 放短，變頻器在實(shí)際應(yīng)用中很容易跳過流保護(hù)。,變頻器維修速成班,故障復(fù)位信號(hào)發(fā)出后，Pin6 腳不是馬上回到正常狀態(tài)，而是有個(gè)延遲時(shí) 間t4, 從而避免故障信號(hào)還未到達(dá)CPU，或者CPU未關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)就已經(jīng) 復(fù)位導(dǎo)致?lián)p壞IGBT。,變頻器維修速成班,光耦合器

38、316J,HCPL-316J 的外圍應(yīng)用電路如上圖，電路相對(duì)來說是很簡(jiǎn)單的。 CPU驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過Pin1 腳 經(jīng)HCPL-316J隔離傳輸?shù)絇in11 腳 輸出 ，然后經(jīng)過Rg驅(qū)動(dòng)電阻到IGBT。一旦Pin14 腳檢測(cè)到故障時(shí)關(guān)斷 Pin11腳去IGBT的信號(hào)，同時(shí)Pin6 腳通知CPU關(guān)斷信號(hào)，并且顯 示故障。一般驅(qū)動(dòng)電壓Vcc2在14V 16V之間，關(guān)斷電壓 V在-5V -10V,變頻器維修速成班,變頻器維修速成班,變頻器維修速成班,M57958L,變頻器維修速成班,變頻器維修速成班,IGBT驅(qū)動(dòng)電路概況,通常IGBT作為高壓變頻器逆變電路的電力 開關(guān)器件。IGBT的不同驅(qū)動(dòng)條件影響它的

39、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性，其驅(qū)動(dòng)條件主要包括正偏 壓，負(fù)偏壓和柵極電阻的大小;主要靜態(tài)與 動(dòng)態(tài)特性為IGBT的通態(tài)電壓，開關(guān)時(shí)間通態(tài)短路能力等，,變頻器維修速成班,柵極驅(qū)動(dòng)電路：,（1）正偏壓：在飽和導(dǎo)通狀態(tài)下，推薦使用的柵極正偏驅(qū)動(dòng)電壓須達(dá)到 +15V,但最大電壓不超過+20V。 （2）負(fù)偏壓：可以使得在整個(gè)關(guān)斷過程中維持一個(gè)足夠大的反向柵極電流，進(jìn)而縮短拖尾時(shí)間，它的推薦值為-5-15V. （3）柵極電阻：IGBT的開通與關(guān)斷是通過柵極電路的充放電來實(shí)現(xiàn)的，它的取值會(huì)對(duì)IGBT的主要特性產(chǎn)生極大的影響。較大的柵極電阻延長(zhǎng)了IGBT的開通與關(guān)斷時(shí)間，同時(shí)也增加了開關(guān)損耗；若柵極電阻過小，雖然可以縮短開

40、關(guān)時(shí)間，但使IGBT的開通di/dt變大，又可能引起IGBT的誤導(dǎo)通。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般可以參考IGBT應(yīng)用手冊(cè)給出的柵極電阻的推薦值靈活選取。柵極電阻的范圍為1400歐，IGBT容量越大，柵極電阻值應(yīng)該越小。,變頻器維修速成班,存儲(chǔ)器,變頻器有許多參數(shù)設(shè)定，其中有些參數(shù)是可以改變的，有些參數(shù) 是不可以隨意去改變。一般都有個(gè)原始的參數(shù)（出廠值），根據(jù)不 同的機(jī)型及調(diào)試要求最后廠家又有部分調(diào)整的參數(shù)。存儲(chǔ)器主要的 作用就是把那些更改后的參數(shù)保存起來的一個(gè)元件（出廠值參數(shù)是 存儲(chǔ)在CPU里面的）。所以對(duì)存儲(chǔ)器好壞的判斷很簡(jiǎn)單要是參數(shù)改 變后，在關(guān)機(jī)再啟動(dòng)的時(shí)候要是改變的參數(shù)都又恢復(fù)到出廠值那說 明存儲(chǔ)器壞了。,變