变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
发展历程
变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。
20世纪60年代以后,电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。1968年以丹佛斯为代表的高技术企业开始批量化生产变频器,开启了变频器工业化的新时代。
20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速的研究得到突破,20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。
20世纪80年代中后期,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器技术实用化,商品投入市场,得到了广泛应用。早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术的优势,高端产品迅速抢占市场。
步入21世纪后,国产变频器逐步崛起,现已逐渐抢占高端市场。上海和深圳成为国产变频器发展的前沿阵地。
东元变频器维修,一台7200GA-41kVA变频器,属雷击故障,将损坏输入整流模块、开关电源的开关管、分流管更换后,操作面板屏显正常,看来问题不大。 测六路驱动负压及光耦驱动输入信号均 “正常”,整机装配试验,一上电即跳OC,但复位后能启动操作,屏显频率输出正常,但实测U、V、W端子无三相电压输出。本机驱动IC采用光耦PC923和PC929,由PC929与SN0357配合返回OC信号。 检查驱动IC输出侧功放电路及IGBT管的检测电路,都无异常。测PC923的脉冲输入脚,感觉不大对劲,怎么3脚电平高,2脚电平低?难道是驱动供电搞反了吗?2、3脚为光电二极管输入电路,2脚为光电二极管的阳极,3脚为光电二极管的阴极,按常理说,一般2脚常由+5V供电再经稳压处理给出4V左右的激励电源,而3脚接CPU的脉冲输出端,低电平输出有效,即输出时从PC923的3脚拉入电流,使二极管导通。有触发脉冲输入且频率较低时,3脚为3V上下的摆动电压,当频率上升时,该脚约为此3V电压逐渐趋于稳定。无输出时,3脚为4V左右的高电平(同2脚电平值相等)。 现在检测的结果如下:未输入运行指令时,3脚为0.5V高电平,2脚为接近0V的低电平;当输入运行指令时,3脚降为0.2V,有高低电平的变化,说明CPU的脉冲已经到达了PC923。开始检修时走了一个弯路,只注意了高、低电平的变化,并未注意电压值的大小。显然是2脚供电电压的丢失,使 IGBT管得不到激励脉冲,因而变频器无输出电压。 检查2脚供电为一只三极管和稳压管的简单串联稳压电源,三极管基极偏流电阻开路,导致供电电压为零。更换偏流电阻后,测PC923的2、3脚电压恢复正常。变频器接受运行指令后,U、V、W端子有了输出。 再查一上电即跳OC的原因,测传送OC信号的SN0357光耦器件,输入侧两引脚电压值为零,说明其未输入OC信号,但测三只光耦输出侧两引脚电压值为0.5V!但既然无OC信号输入,两引脚电压应为5V(其中一只引脚接5V地电平),只有一个可能,即信号输出脚的5V上拉电阻已经变值或开路。此时CPU误认为已接收到由驱动电路返回的OC信号,故予以报警。试用一只10k电阻接于信号输出脚与5V供电之间,开机测信号输出脚为5V,反复送电几次,不再跳OC故障.
变频器故障代码:OU
“OU”是过电压错误。变频器在运行过程中检测出主回路过电压,200V级:超过410VDC时检测出 400V级:超过820VDC时检测出。对策如下:
①再生能力过大(没有用制动电阻时)
◆需要外加制动电阻。
◆延长减速时间。
◆把变频器中减速时防止失速动作电压值下降10V左右(200V级 设定为380V 400V级设定为770V)。
②再生处理不动作(用制动电阻时)
◆把减速中防速度功能设置为无效。
◆把自动加减速功能设定为无效。
③制动选件布线异常(用制动电阻时),确认制动单元、制动电阻安装是否正确。
④检查变频器供电电压是否超过额定电压。
⑤制动电阻选择的太大(用制动电阻时),更换合适阻值和功率的制动电阻。
⑥变频器内部制动晶体管损坏,需要更换变频器。