变频器维修.doc

1、变频器维修百科名片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。目录简介 常见方法 技术系列 故障划分 故障及其实例分析简介 常见方法 技术系列 故障划分 故障及其实例分析展开编 辑 本 段 简 介珠 海 变 频 器 维 修 西 部 概 况 ： 珠 海 变 频 器 维 修 各 区 域 优 秀 企 业 辈 出 ， 其 中 值 得 一 提 的 是 充 当 西 部 工 业园 区 急 救 者 的 单 位 珠 海

2、某 电 子 技 术 有 限 公 司 ， 其 乃 国 内 优 秀 的 珠 海 地 区变 频 器 维 修 企 业 ， 拥 有 多 年 的 变 频 器 维 修 的 实 际 操 作 经 验 ， 融 科 工 贸 技 术 服务 于 一 体 ， 专 业 致 力 于 珠 海 工 控 设 备 维 修 ： 珠 海 变 频 器 维 修 、 珠 海 伺 服 器 维修 、 珠 海 触 摸 屏 （ 人 机 界 面 ） 维 修 、 珠 海 伺 服 电 机 维 修 、 珠 海 伺 服 放 大 器 维修 、 珠 海 工 业 电 路 板 维 修 、 珠 海 工 业 电 源 维 修 等 。 珠 海 金 湾 区 工 控 急 救 中

3、心接 应 员 詹 智 明 编 辑 本 段 常 见 方 法静 态 测 试1、 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， 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

4、 有 以 下 结 果 ， 可 以 判 定 电 路 已 出 现 异 常 ， A.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

5、确 定 逆 变 模 块 有 故 障 。 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 播 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

6、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 。 4、 如 未 显 示 故 障 ， 首 先 检 查 参 数 是 否 有 异 常 ， 并 将 参 数 复 归 后 ， 在 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 。 5、 在 输 出 电 压 正 常 （ 无 缺 相 、 三 相 平 衡 ） 的 情 况 下 ， 负

7、 载 测 试 ， 尽 量是 满 负 载 测 试 。 故 障 判 断1、 整 流 模 块 损 坏 通 常 是 由 于 电 网 电 压 或 内 部 短 路 引 起 。 在 排 除 内 部 短 路 情 况 下 ， 更 换 整流 桥 。 在 现 场 处 理 故 障 时 ， 应 重 点 检 查 用 户 电 网 情 况 ， 如 电 网 电 压 ， 有 无 电焊 机 等 对 电 网 有 污 染 的 设 备 等 。 2、 逆 变 模 块 损 坏 通 常 是 由 于 电 机 或 电 缆 损 坏 及 驱 动 电 路 故 障 引 起 。 在 修 复 驱 动 电 路 之 后 ，测 驱 动 波 形 良 好 状 态 下

8、， 更 换 模 块 。 在 现 场 服 务 中 更 换 驱 动 板 之 后 ， 须 注 意检 查 马 达 及 连 接 电 缆 。 在 确 定 无 任 何 故 障 下 ， 才 能 运 行 变 频 器 。 3、 上 电 无 显 示 通 常 是 由 于 开 关 电 源 损 坏 或 软 充 电 电 路 损 坏 使 直 流 电 路 无 直 流 电 引 起 ，如 启 动 电 阻 损 坏 ， 操 作 面 板 损 坏 同 样 会 产 生 这 种 状 况 。 4、 显 示 过 电 压 或 欠 电 压 通 常 由 于 输 入 缺 相 ， 电 路 老 化 及 电 路 板 受 潮 引 起 。 解 决 方 法 是 找

9、出 其 电压 检 测 电 路 及 检 测 点 ， 更 换 损 坏 的 器 件 。 5、 显 示 过 电 流 或 接 地 短 路 通 常 是 由 于 电 流 检 测 电 路 损 坏 。 如 霍 尔 元 件 、 运 放 电 路 等 。 6、 电 源 与 驱 动 板 启 动 显 示 过 电 流 通 常 是 由 于 驱 动 电 路 或 逆 变 模 块 损 坏 引 起 。 7、 空 载 输 出 电 压 正 常 ， 带 载 后 显 示 过 载 或 过 电 流 通 常 是 由 于 参 数 设 置 不 当 或 驱 动 电 路 老 化 ， 模 块 损 坏 引 起 。 编 辑 本 段 技 术 系 列过 电 流 保

10、 护 功 能 变 频 器 中 ,过 电 流 保 护 的 对 象 主 要 指 带 有 突 变 性 质 的 、 电 流 的 峰 值 超 过了 变 频 器 的 容 许 值 的 情 形 . 由 于 逆 变 器 件 的 过 载 能 力 较 差 ,所 以 变 频 器 的 过 电 流 保 护 是 至 关 重 要 的一 环 ,迄 今 为 止 ,已 发 展 得 十 分 完 善 . (1) 过 电 流 的 原 因 1、 工 作 中 过 电 流 即 拖 动 系 统 在 工 作 过 程 中 出 现 过 电 流 .其 原 因 大 致 来自 以 下 几 方 面 : 电 动 机 遇 到 冲 击 负 载 ,或 传 动 机 构

11、 出 现 “卡 住 ”现 象 ,引 起 电 动 机 电流 的 突 然 增 加 . 变 频 器 的 输 出 侧 短 路 ,如 输 出 端 到 电 动 机 之 间 的 连 接 线 发 生 相 互 短 路 ,或电 动 机 内 部 发 生 短 路 等 . 变 频 器 自 身 工 作 的 不 正 常 ,如 逆 变 桥 中 同 一 桥 臂 的 两 个 逆 变 器 件 在 不断 交 替 的 工 作 过 程 中 出 现 异 常 。 例 如 由 于 环 境 温 度 过 高 ， 或 逆 变 器 件 本 身 老化 等 原 因 ， 使 逆 变 器 件 的 参 数 发 生 变 化 ， 导 致 在 交 替 过 程 中 ，

12、 一 个 器 件 已 经导 通 、 而 另 一 个 器 件 却 还 未 来 得 及 关 断 ， 引 起 同 一 个 桥 臂 的 上 、 下 两 个 器 件的 “直 通 ”， 使 直 流 电 压 的 正 、 负 极 间 处 于 短 路 状 态 。 2、 升 速 时 过 电 流 当 负 载 的 惯 性 较 大 ， 而 升 速 时 间 又 设 定 得 太 短 时 ， 意味 着 在 升 速 过 程 中 ， 变 频 器 的 工 作 效 率 上 升 太 快 ， 电 动 机 的 同 步 转 速 迅 速上 升 ， 而 电 动 机 转 子 的 转 速 因 负 载 惯 性 较 大 而 跟 不 上 去 ， 结 果

13、是 升 速 电 流 太大 。 3、 降 速 中 的 过 电 流 当 负 载 的 惯 性 较 大 ， 而 降 速 时 间 设 定 得 太 短 时 ， 也会 引 起 过 电 流 。 因 为 ， 降 速 时 间 太 短 ， 同 步 转 速 迅 速 下 降 ， 而 电 动 机 转 子 因负 载 的 惯 性 大 ， 仍 维 持 较 高 的 转 速 ， 这 时 同 样 可 以 是 转 子 绕 组 切 割 磁 力 线 的速 度 太 大 而 产 生 过 电 流 。 （ 2） 处 理 方 法 1、 起 动 时 一 升 速 就 跳 闸 ， 这 是 过 电 流 十 分 严 重 的 现 象 ， 主 要 检 查 工 作

14、 机 械 有 没 有 卡 住 负 载 侧 有 没 有 短 路 ， 用 兆 欧 表 检 查 对 地 有 没 有 短 路 变 频 器 功 率 模 块 有 没 有 损 坏 电 动 机 的 起 动 转 矩 过 小 ， 拖 动 系 统 转 不 起 来 2、 起 动 时 不 马 上 跳 闸 ， 而 在 运 行 过 程 中 跳 闸 ， 主 要 检 查 升 速 时 间 设 定 太 短 ， 加 长 加 速 时 间 减 速 时 间 设 定 太 短 ， 加 长 减 速 时 间 转 矩 补 偿 （ U/F 比 ） 设 定 太 大 ， 引 起 低 频 时 空 载 电 流 过 大 电 子 热 继 电 器 整 定 不 当

15、， 动 作 电 流 设 定 得 太 小 ， 引 起 变 频 器 误 动 作 这 些 是 我 们 工 作 时 的 经 验 ， 希 望 我 们 的 电 工 在 平 时 多 看 看 书 ， 理 论 知 识加 上 实 践 工 作 努 力 ， 那 我 们 一 定 能 做 好 每 一 件 事 情 ！ 祝 你 们 工 作 愉 快 ！ 电 压 保 护 功 能 1、 过 电 压 保 护 产 生 过 电 压 的 原 因 及 处 理 方 法 ： 电 源 电 压 太 高 降 速 时 间 太 短 降 速 过 程 中 ， 再 生 制 动 的 放 电 单 元 工 作 不 理 想 ， 来 不 及 放 电 ， 请 增加 外 接

16、 制 动 电 阻 和 制 动 单 元 ； 请 检 查 放 电 回 路 有 没 有 发 生 故 障 ， 实 际并 不 放 电 ； 对 于 小 功 率 的 变 频 器 很 有 放 电 电 阻 损 坏 ： 2、 欠 电 压 保 护 产 生 欠 电 压 的 原 因 及 处 理 方 法 ： 电 源 电 压 太 低 电 源 缺 相 ； 整 流 桥 故 障 ： 如 果 六 个 整 流 二 极 管 中 有 部 分 因 损 坏 而 短 路 ， 整 流 后的 电 压 将 下 降 ， 对 于 整 流 器 件 和 晶 闸 管 的 损 坏 ， 应 注 意 检 查 ， 及 时 更 换 。 以 上 内 容 对 于 刚 刚

17、接 触 变 频 器 的 朋 友 ， 希 望 你 们 好 好 的 记 牢 ； 我 们 将 会在 以 后 写 出 更 多 变 频 器 技 术 和 大 家 一 起 学 习 。 同 时 也 欢 迎 各 行 各 业 同 仁 来 电来 函 ， 或 到 我 公 司 考 察 。 逆 变 器 件 的 介 绍 ： 1.SCR 和 GTO 晶 闸 管 普 通 晶 闸 管 SCR 曾 称 可 控 硅 ， 它 有 三 个 极 ： 阳 极 ， 阴 极 和 门 极 。 SCR 的 工 作 特 点 是 ， 当 在 门 极 与 阴 极 间 加 一 个 不 大 的 正 向 电 压 （ G 为+， K 为 ） 时 ， SCR 即

18、导 通 ， 负 载 Rl 中 就 有 电 流 流 过 。 导 通 后 ， 即 使 取 消门 极 电 压 ， SCR 仍 保 持 导 通 状 态 。 只 有 当 阳 极 电 路 的 电 压 为 0 或 负 值 时 ，SCR 才 关 断 。 所 以 ， 只 需 要 用 一 个 脉 冲 信 号 ， 就 可 以 控 制 其 导 通 了 ， 故 它 常用 于 可 控 整 流 。 作 为 一 种 无 触 点 的 半 导 体 开 关 器 件 ， 其 允 许 反 复 导 通 和 关 断 的 次 数 几 乎是 无 限 的 ， 并 且 导 通 的 控 制 也 十 分 方 便 。 这 是 一 般 的 “通 -断 开

19、 关 ”所 望 尘莫 及 的 ， 从 而 使 实 现 异 步 电 动 机 的 变 频 调 速 取 得 了 突 破 。 但 由 于 变 频 器 的 逆变 电 路 是 在 直 流 电 压 下 工 作 的 ， 而 SCR 在 直 流 电 压 下 又 不 能 自 行 关 断 ， 因此 ， 要 实 现 逆 变 ， 还 必 须 增 加 辅 助 器 件 和 相 应 的 电 路 来 帮 助 它 关 断 。 所 以 ，尽 管 当 时 的 变 频 调 速 装 置 在 个 别 领 域 （ 如 风 机 和 泵 类 负 载 ） 已 经 能 够 实 用 ，但 未 能 进 入 大 范 围 的 普 及 应 用 阶 段 。 门

20、 极 关 断 （ GTO） 晶 闸 管 SCR 在 一 段 时 间 内 ， 几 乎 是 能 够 承 受 高 电 压和 大 电 流 的 唯 一 半 导 体 器 件 。 因 此 ， 针 对 SCR 的 缺 点 ， 人 们 很 自 然 地 把 努力 方 向 引 向 了 如 何 使 晶 闸 管 具 有 关 断 能 力 这 一 点 上 ， 并 因 此 而 开 发 出 了 门 极关 断 晶 闸 管 。 GTO 晶 闸 管 的 基 本 结 构 和 SCR 类 似 ， 它 的 三 个 极 也 是 ： 阳 极 （ A） 、 阴极 （ K） 和 门 极 （ G） 。 其 图 行 符 号 也 和 SCR 相 似 ，

21、 只 是 在 门 极 上 加 一 短 线 ，以 示 区 别 。 GTO 晶 闸 管 的 基 本 电 路 和 工 作 特 点 是 ： 在 门 极 G 上 加 正 电 压 或 正 脉 冲 （ 开 关 S 和 至 位 置 1） GTO 晶 闸 管 即 导通 。 其 后 ， 即 使 撤 消 控 制 信 号 （ 开 关 回 到 位 置 0） ， GTO 晶 闸 管 仍 保 持 导 通 。可 见 ， GTO 晶 闸 管 的 导 通 过 程 和 SCR 的 导 通 过 程 完 全 相 同 。 如 在 G、 K 间 加 入 反 向 电 压 或 较 强 的 反 向 脉 冲 （ 开 关 和 至 位 置 2） ，可

22、 使 GTO 晶 闸 管 关 断 。 用 GTO 晶 闸 管 作 为 逆 变 器 件 取 得 了 较 为 满 意 的 结 果 ，但 其 关 断 控 制 较 易 失 败 ， 故 仍 较 复 杂 ， 工 作 频 率 也 不 够 高 。 而 几 乎 是 与 此 同时 ， 大 功 率 管 （ GTR） 迅 速 发 展 了 起 来 ， 使 GTO 晶 闸 管 相 形 见 绌 。 因 此 ， 在大 量 的 中 小 容 量 变 频 器 中 ， GTO 晶 闸 管 已 基 本 不 用 。 但 其 工 作 电 流 大 ， 故 在大 容 量 变 频 器 中 ， 仍 居 主 要 地 位 。 逆 变 器 件 的 介

23、绍 ： 上 次 我 们 向 大 家 介 绍 了 普 通 晶 闸 管 （ SCR） 和 门 极 关断 晶 闸 管 （ GTO） ， 最 重 要 是 让 大 家 了 解 变 频 器 中 逆 变 器 件 是 如 何 工 作 的 ，它 们 起 到 什 么 作 用 ！ 接 下 来 我 们 讲 ： 大 功 率 晶 体 管 （ GTR） -大 功 率 晶 体 管 ，也 叫 双 极 结 型 晶 体 管 （ BJT） 。 1、 变 频 器 用 的 GTR 一 般 都 是 达 林 顿 晶 体 管 （ 复 合 管 ） 模 块 ， 其 内 部有 三 个 极 分 别 是 集 电 极 C、 发 射 极 E 和 基 极 B

24、。 根 据 变 频 器 的 工 作 特 点 ， 在晶 体 管 旁 还 并 联 了 一 个 反 向 连 接 的 续 流 二 极 管 。 又 根 据 逆 变 桥 的 特 点 ， 常 做成 双 管 模 块 ， 甚 至 可 以 做 成 6 管 模 块 。 2、 工 作 时 状 态 和 普 通 晶 体 管 一 样 ， GTR 也 是 一 种 放 大 器 件 ， 具 有 三种 基 本 的 工 作 状 态 ： 放 大 状 态 起 基 本 工 作 特 点 是 集 电 极 电 流 Ic 的 大 小 随 基 极 电 流 Ib 而变 Ic= Ib 式 中 -GTR 的 电 流 放 大 倍 数 。 GTR 处 于 放

25、 大 状 态 时 ， 其 耗 散 功 率 Pc 较 大 。 设Uc=200V， Rc=10 ， =50， Ib=200mA（ 0.2A） 计 算 如 下 ： Ic= Ib=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW 饱 和 状 态 Ib 增 大 时 ， Ic 随 之 而 增 大 的 状态 要 受 到 欧 姆 定 律 的 制 约 。 当 IbUc/Rc 时 ， Ic= Ib 的 关 系 便 不 能再 维 持 了 ， 这 时 ， GTR 开 始 进 入 “饱 和 “状 态 。 而 当 Ic 的 大 小 几

26、 乎 完 全 由欧 姆 定 律 决 定 ， 即 Ics Uc/Rc 时 ， GTR 便 处 于 深 度 饱 和 状 态 （ Ics 为 饱和 电 流 ） 。 这 时 ， GTR 的 饱 和 压 降 Uces 约 为 1-5V。 GTR 处 于 饱 和 状 态 时 的 功 耗 是 很 小 的 。 上 例 中 ， 设 Uces=2V， 则 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W 可 见 ， 与 放 大 状 态 相 比 ， 相 差 甚 远 。 截 止 状 态 即 关 断 状 态 。 这 是 基 极 电 流 Ib 0 的 结 果 。 在 截 止 状 态 ，

27、 GTR 只 有 很 微 弱 的 漏 电 流 流 过 ， 因 此 ， 其 功 耗 是 微 不 足 道的 。 GTR 在 逆 变 电 路 中 是 用 来 作 为 开 关 器 件 的 ， 工 作 过 程 中 ， 总 是 在 饱 和 状态 间 进 行 交 替 。 所 以 ， 逆 变 用 的 GTR 的 额 定 功 耗 通 常 是 很 小 的 。 而 如 上 述 ，如 果 GTR 处 于 放 大 状 态 ， 其 功 耗 将 增 大 达 百 北 以 上 。 所 以 ， 逆 变 电 路 中 的GTR 是 不 允 许 在 放 大 状 态 下 小 作 停 留 的 。 3.主 要 参 数 在 截 止 状 态 时

28、 击 穿 电 压 Uceo 和 Ucex： 能 使 集 电 极 C 和 发 射 极 E 之 间 击 穿 的 最 小 电压 。 基 极 B 开 路 是 用 Uceo 表 示 ， B、 E 间 接 入 反 向 偏 压 时 用 Ucex 表 示 。在 大 多 数 情 况 下 ， 这 两 个 数 据 是 相 等 的 。 漏 电 流 Iceo 和 Icex： 截 止 状 态 下 ， 从 C 极 流 向 E 极 的 电 流 。 B 极开 路 时 为 Iceo， B、 E 间 反 偏 时 为 Icex。 在 饱 和 状 态 时 集 电 极 最 大 电 流 Icm： GTR 饱 和 导 通 是 的 最 大 允

29、 许 电 流 。 饱 和 压 降 Uces： 当 GTR 饱 和 导 通 时 ， C、 E 间 的 电 压 降 。 在 开 关 过 程 中 开 通 时 间 Ton： 从 B 极 通 入 正 向 信 号 电 流 时 起 ， 到 集 电 极 电 流 上 升到 0.9 Ics 所 需 要 的 时 间 。 关 断 时 间 Toff： 从 基 极 电 流 撤 消 时 起 ， 至 Ic 下 降 至 0.1 Ics 所 需的 时 间 开 通 时 间 和 关 断 时 间 将 直 接 影 响 到 SPWM 调 制 是 的 载 波 频 率 。 通 常 ， 使用 GTR 做 逆 变 管 时 的 载 波 频 率 底

30、于 2KHz。 4.变 频 器 用 GTR 的 选 用 Uceo 通 常 按 电 源 线 电 压 U 峰 值 的 2 倍 来 选 择 。 Uceo 2 厂 2U 在 电 源 电 压 为 380V 的 变 频 器 中 ， 应 有 Uceo 2 厂2U*380V=1074.8V， 故 选 用 Uceo=1200V 的 GTR 是 适 宜 的 。 Icm 按 额 定 电 流 In 峰 值 的 2 倍 来 选 择 Icm 2 厂 2 In GTR 是 用 电流 信 号 进 行 驱 动 的 ， 所 需 驱 动 功 率 较 大 ， 故 基 极 驱 动 系 统 比 较 复 杂 ， 并 使 工作 频 率 难

31、以 提 高 ， 这 是 其 不 足 之 处 。 今 天 我 告 诉 大 家 的 是 MOSFET 以 及IGBT 1、 功 率 场 效 应 晶 体 管 （ POWER MOSFET） 它 的 3 个 极 分 别 是 源 极 S、漏 极 D 和 栅 极 G 其 工 作 特 点 是 ， G、 S 间 的 控 制 信 号 是 电 压 信 号 Ugs。 改 变 Ugs 的 大 小 ，主 电 路 的 漏 极 电 流 Id 也 跟 着 改 变 。 由 于 G、 S 间 的 输 入 阻 抗 很 大 ， 故 控 制电 流 几 乎 为 0， 所 需 驱 动 功 率 很 小 。 和 GTR 相 比 ， 其 驱 动

32、 系 统 比 较 简 单 ， 工作 频 率 也 比 较 高 。 此 外 ， MOSFET 还 具 有 热 稳 定 性 好 、 安 全 工 作 区 大 等 优点 。 但 是 ， 功 率 场 效 应 晶 体 管 在 提 高 击 穿 电 压 和 增 大 电 流 方 面 进 展 较 慢 ， 故在 变 频 器 中 的 应 用 尚 不 能 居 主 导 地 位 。 2、 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 （ IGBT） IGBT 是 MOSFET 和 GTR 相 结 合 的 产 物 ，是 栅 极 为 绝 缘 栅 结 构 （ MOS 结 构 ） 的 晶 体 管 ， 它 的 三 个 极 分 别 是 集 电 极C、

33、 发 射 极 E 和 栅 极 G。 工 作 特 点 是 ， 控 制 部 分 与 场 效 应 晶 体 管 相 同 ， 控 制 信 号 为 电 压 信 号Uge,输 入 阻 抗 很 高 ， 栅 极 电 流 I 0， 故 驱 动 功 率 很 小 。 而 起 主 电 路 部 分 则与 GTR 相 同 ， 工 作 电 流 为 集 电 极 电 流 I。 至 今 ， IGBT 的 击 穿 电 压 也 已 做 到 1200V， 集 电 极 最 大 饱 和 电 流 已 超 过1500A， 由 IGBT 作 为 逆 变 器 件 的 变 频 器 容 量 已 达 到 250KVA 以 上 。 此 外 ， 其 工 作

34、频 率 可 达 20KHZ。 由 IGBT 作 为 逆 变 器 件 的 变 频 器 的 载 波频 率 一 般 都 在 10KHZ 以 上 ， 故 电 动 机 的 电 源 波 形 比 较 平 滑 ， 基 本 无 电 磁 噪声 。 目 前 ， 在 新 系 列 的 中 小 容 量 变 频 器 中 ， IGBT 已 处 于 绝 对 优 势 的 地 位 ！ 最 近 市 场 出 现 智 能 性 模 块 ， 模 块 中 包 含 了 过 电 流 、 过 电 压 、 低 电 压 、 过热 等 保 护 ， 我 也 相 信 在 今 后 的 发 展 中 能 和 大 家 一 起 学 习 ， 共 同 维 护 好 我 们

35、的使 命 ！ $如 果 要 正 确 的 使 用 变 频 器 , 必 须 认 真 地 考 虑 散 热 的 问 题 . ！ ！ ！变 频 器 的 故 障 率 随 温 度 升 高 而 成 指 数 的 上 升 。 使 用 寿 命 随 温 度 升 高 而 成 指 数的 下 降 。 环 境 温 度 升 高 10 度 ， 变 频 器 使 用 寿 命 减 半 。 因 此 ， 我 们 要 重 视散 热 问 题 啊 ！ 在 变 频 器 工 作 时 ， 流 过 变 频 器 的 电 流 是 很 大 的 , 变 频 器 产 生 的 热 量 也是 非 常 大 的 ， 不 能 忽 视 其 发 热 所 产 生 的 影 响 通

36、 常 ， 变 频 器 安 装 在 控 制 柜 中 。 我 们 要 了 解 一 台 变 频 器 的 发 热 量 大 概 是多 少 . 可 以 用 以 下 公 式 估 算 : 发 热 量 的 近 似 值 = 变 频 器 容 量 （ KW） 55 W 在 这 里 , 如 果 变 频 器 容 量 是 以 恒 转 矩 负 载 为 准 的 (过 流 能 力 150% * 60s) 如 果 变 频 器 带 有 直 流 电 抗 器 或 交 流 电 抗 器 , 并 且 也 在 柜 子 里 面 , 这 时发 热 量 会 更 大 一 些 。 电 抗 器 安 装 在 变 频 器 侧 面 或 测 上 方 比 较 好 。

37、 这 时 可 以 用 估 算 : 变 频 器 容 量 （ KW） 60 W 因 为 各 变 频 器 厂 家 的 硬 件 都 差 不 多 , 所 以 上 式 可 以 针 对 各 品 牌 的 产 品 . 注 意 ： 如 果 有 制 动 电 阻 的 话 ， 因 为 制 动 电 阻 的 散 热 量 很 大 ， 因 此 最好 安 装 位 置 最 好 和 变 频 器 隔 离 开 ， 如 装 在 柜 子 上 面 或 旁 边 等 。 $ 那 么 , 怎 样 采 能 降 低 控 制 柜 内 的 发 热 量 呢 ? 当 变 频 器 安 装 在 控 制 机 柜 中 时 ， 要 考 虑 变 频 器 发 热 值 的 问

38、 题 。 根 据 机 柜 内 产 生 热 量 值 的 增 加 ， 要 适 当 地 增 加 机 柜 的 尺 寸 。 因 此 ， 要 使控 制 机 柜 的 尺 寸 尽 量 减 小 ， 就 必 须 要 使 机 柜 中 产 生 的 热 量 值 尽 可 能 地 减 少 。 如 果 在 变 频 器 安 装 时 ， 把 变 频 器 的 散 热 器 部 分 放 到 控 制 机 柜 的 外 面 ， 将会 使 变 频 器 有 70%的 发 热 量 释 放 到 控 制 机 柜 的 外 面 。 由 于 大 容 量 变 频 器 有 很大 的 发 热 量 ， 所 以 对 大 容 量 变 频 器 更 加 有 效 。 还 可

39、 以 用 隔 离 板 把 本 体 和 散 热 器 隔 开 , 使 散 热 器 的 散 热 不 影 响 到 变 频器 本 体 。 这 样 效 果 也 很 好 。 注 意 ： 变 频 器 散 热 设 计 中 都 是 以 垂 直 安 装 为 基础 的 ， 横 着 放 散 热 会 变 差 的 ! 关 于 冷 却 风 扇 一 般 功 率 稍 微 大 一 点 的 变 频 器 ， 都 带 有 冷 却 风 扇 。 同 时 ， 也 建 议 在 控制 柜 上 出 风 口 安 装 冷 却 风 扇 。 进 风 口 要 加 滤 网 以 防 止 灰 尘 进 入 控 制 柜 。 注 意 控 制 柜 和 变 频 器 上 的

40、风 扇 都 是 要 的 ， 不 能 谁 替 代 谁 。 $其 他 关 于 散 热的 问 题 1。 在 海 拔 高 于 1000m 的 地 方 ， 因 为 空 气 密 度 降 低 ， 因 此 应 加 大 柜 子 的冷 却 风 量 以 改 善 冷 却 效 果 。 理 论 上 变 频 器 也 应 考 虑 降 容 ， 1000m 每 -5%。 但由 于 实 际 上 因 为 设 计 上 变 频 器 的 负 载 能 力 和 散 热 能 力 一 般 比 实 际 使 用 的 要 大 ，所 以 也 要 看 具 体 应 用 。 比 方 说 在 1500m 的 地 方 ， 但 是 周 期 性 负 载 ， 如 电梯

41、， 就 不 必 要 降 容 。 2。 开 关 频 率 ： 变 频 器 的 发 热 主 要 来 自 于 IGBT， IGBT 的 发 热 有 集 中 在 开 和 关 的 瞬 间 。 因 此 开 关 频 率 高 时 自 然 变 频 器 的 发 热量 就 变 大 了 。 有 的 厂 家 宣 称 降 低 开 关 频 率 可 以 扩 容 ， 就 是 这 个 道 理 。 过 热 保 护 主 要 有 以 下 几 点 ： 风 扇 运 转 保 护 变 频 器 的 内 装 风 扇 是 箱 体 内 部 散 热 的 主 要 手 段 ， 它 将保 证 控 制 电 路 的 正 常 工 作 。 所 以 ， 如 果 风 扇

42、运 转 不 正 常 ， 应 立 即 进 行 保 护 。 逆 变 模 块 散 热 板 的 过 热 保 护 逆 变 模 块 是 变 频 器 内 发 生 热 量 的 主 要 部件 ， 也 是 变 频 器 中 最 重 要 而 又 最 脆 弱 的 部 件 。 所 以 ， 各 变 频 器 都 在 散 热 板 上配 置 了 过 热 保 护 器 件 。 制 动 电 阻 过 热 保 护 制 动 电 阻 的 标 称 功 率 是 按 短 时 运 行 选 定 的 。 所 以 ，一 旦 通 电 时 间 过 长 ， 就 会 过 热 。 这 时 ， 应 暂 停 使 用 ， 待 冷 却 后 再 用 。 或 选 用较 大 一

43、点 功 率 电 阻 。 冷 却 风 道 的 入 口 和 出 口 不 得 堵 塞 ， 环 境 温 度 也 可 能 高 于 变 频 器 的 允 许值 。 如 果 还 有 问 题 ， 你 可 以 打 电 话 给 我 们 ！ 我 就 讲 一 讲 脉 宽 调 制 和 脉 幅 调 制 ， 至 于 芯 片 的 资 料 你 可 以 到 中 国 电 子网 去 查 一 查 ， 我 不 方 便 登 录 在 此 处 ， 它 记 载 的 数 据 有 6 页 ！ 在 VVVF 的 实 施 ， 有 两 种 基 本 的 调 制 方 法 ： 1.脉 幅 调 制 （ PAM） 逆 变 器 所 得 交 流 电 压 的 振 幅 值

44、等 于 直 流 电 压 值（ Um=Ud)。 因 此 ， 实 现 变 频 也 是 变 压 的 最 容 易 想 到 的 方 法 ， 便 是 在 调 节 频 率的 同 时 ， 也 调 节 直 流 电 压 。 这 种 方 法 的 特 点 是 ， 变 频 器 在 改 变 输 出 频 率 的 同 时 ， 也 改 变 了 电 压 的 振幅 值 ， 故 称 为 脉 幅 调 制 ， 常 用 PAM(Pulse Amplitude Modulation)表 示 。 PAM 需 要 同 时 调 节 两 部 分 ： 整 流 部 分 和 逆 变 部 分 ， 两 者 之 间 还 必 须 满 足 Ku和 Kf 间 的 一

45、 定 的 关 系 ， 故 其 控 制 电 路 比 较 复 杂 。 2.脉 宽 调 制 （ PWM） 把 每 半 个 周 期 内 ， 输 出 电 压 的 波 形 分 割 成 若 干 个 脉冲 波 ， 每 个 脉 冲 的 宽 度 为 T1， 每 两 个 脉 冲 间 的 间 隔 宽 度 为 T2， 那 么 脉 冲 的占 空 比 =T1/（ T1+T2） 。 这 时 ， 电 压 的 平 均 值 和 占 空 比 成 正 比 ， 所 以 在 调 节 频 率 时 ， 不 改 变 直 流电 压 的 幅 值 ， 而 是 改 变 输 出 电 压 脉 冲 的 占 空 比 ， 也 同 样 可 以 实 现 变 频 也

46、变 压的 效 果 。 当 电 压 周 期 增 大 （ 频 率 降 低 ） ， 电 压 脉 冲 的 幅 值 不 变 ， 而 占 空 比 在减 小 ， 故 平 均 电 压 降 低 。 此 法 的 特 点 是 ， 变 频 器 在 改 变 输 出 频 率 的 同 时 ， 也 改 变 输 出 电 压 的 脉 冲占 空 比 （ 幅 值 不 变 ） 故 称 为 脉 宽 调 制 ， 常 用 PWM(Pulse width modulation)表示 。 PWM 只 须 控 制 逆 变 电 路 便 可 实 现 ， 与 PAM 相 比 ， 控 制 电 路 简 化 了 许 多 。 不 论 是 PAM， 还 是 PW

47、M， 其 输 出 电 压 和 电 流 的 波 形 都 是 非 正 玄 波 ， 具 有许 多 高 次 谐 波 成 分 。 为 了 使 输 出 电 流 的 波 形 接 近 与 正 玄 波 ， 又 提 出 了 正 玄 波脉 宽 调 制 的 方 式 。 下 次 接 着 讲 SPWM 各 位 朋 友 大 家 好 ， 今 天 我 要 为 大 家 讲 的是 ： 正 弦 波 脉 宽 调 制 (SPWM) 1、 QPWM 的 概 念 在 进 行 脉 宽 调 制 时 ， 使 脉 冲 系 列 的 占 空 比 按 正 弦 规 律来 安 排 。 当 正 弦 值 为 最 大 值 时 ， 脉 冲 的 宽 度 也 最 大 ，

48、 而 脉 冲 间 的 间 隔 则 最 小 ，反 之 ， 当 正 弦 值 较 小 时 ， 脉 冲 的 宽 度 也 小 ， 而 脉 冲 间 的 间 隔 则 较 大 ， 这 样 的电 压 脉 冲 系 列 可 以 使 负 载 电 流 中 的 高 次 谐 波 成 分 大 为 减 小 ， 称 为 正 弦 波 脉 宽调 制 。 SPWM 脉 冲 系 列 中 ， 各 脉 冲 的 宽 度 以 及 相 互 间 的 间 隔 宽 度 是 由 正 弦 波(基 准 波 或 调 制 波 )和 等 腰 三 角 波 (载 波 )的 交 点 来 决 定 的 。 具 体 方 法 如 后 所述 。 2、 单 极 性 SPWM 法 (1)调 制 波 和 载 波 ： 曲 线 是 正 弦 调 制 波 ， 其 周 期决 定 于 需 要 的 调 频 比 kf， 振 幅 值 决 定 于 ku,曲 线 是 采 用 等 腰 三 角 波 的 载波 ， 其 周 期 决 定 于 载 波 频 率 ， 振 幅 不 变 ， 等 于 ku=1 时 正 弦 调 制 波 的 振 幅 值 ，每 半 周 期 内 所 有 三 角 波 的 极 性 均 相 同 (即 单 极 性 )。 调 制 波 和 载 波 的 交 点 ，决 定 了 SPWM 脉 冲