變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的重要發(fā)展方向，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，變頻交流調(diào)速已經(jīng)逐漸取代了過去的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)。變頻器作為交流調(diào)速的主要裝置，不僅調(diào)速平滑，調(diào)速范圍大，啟動電流小，而且節(jié)能效果明顯，在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛。因此，對于變頻器的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的研究，確證設(shè)備的正常運行對工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

2 變頻器基本結(jié)構(gòu)

通用型變頻器大致包括幾個部分：a整流電路；b直流中間電路；c逆變電路；d控制電路。其中產(chǎn)生可調(diào)電壓和可調(diào)頻率的逆變電路是變頻器的核心技術(shù)。變頻器從結(jié)構(gòu)上分為交-交變頻器與交-直-交變頻器，從變頻性質(zhì)上主要分為電壓源型變頻器與電流源型變頻器。目前國內(nèi)生產(chǎn)的變頻器主要以電壓源型交-直-交變頻器為主，其主電路結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。

圖2-1 變頻器主電路圖

其中IGBT構(gòu)成了變頻器主要硬件，圖2-1中主電路功能有整流電路、濾波電路、逆變電路、限流電路、制動電路、驅(qū)動電路、保護電路七個部分。

2.1整流電路

由 ～ 組成三相橋式全波整流電路，將三相交流電整流為直流電。

2.2濾波電路

整流電路輸出的直流電壓為脈動的直流電壓，因而需濾波電路濾去電壓波紋，同時它還在整流電路與逆變電路中起到儲能作用。

2.3逆變電路

由開關(guān)管 ～ 構(gòu)成逆變電路將直流電壓逆變成三相頻率、電壓可調(diào)的交流電以驅(qū)動三相電動機，是變頻器實現(xiàn)變頻的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.4限流電路

由限流電阻R及開關(guān) 構(gòu)成，由于上電瞬間濾波電容端電壓為零，上電瞬間電容充電電流較大，過大的電流可能損壞整流電路，為保護整流電路在變頻器上電瞬間限流電阻串聯(lián)到直流回路中，當(dāng)電容充電到一定時間后通過開關(guān) 將電阻短路。

2.5制動電路

由制動電阻 及開關(guān)管 構(gòu)成，主要作用是用于消耗電動機反饋回來的能量，避免過高的泵升電壓損壞變頻器；變頻器功率在18.5 kW以下的機型，主電路主要采用集整流、逆變、制動電路和溫度檢測為一體的七單元模塊構(gòu)成，22 kW及以上的機型采用整流模塊和三路兩單元逆變模塊構(gòu)成。

2.6驅(qū)動電路

驅(qū)動電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個PWM信號，經(jīng)光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件提供驅(qū)動信號。驅(qū)動電路因換流器件的不同而異。目前，一些開發(fā)商開發(fā)了許多適宜各種換流器件的專用驅(qū)動模塊。大部分的變頻器采用驅(qū)動電路。圖2-2是較常見的驅(qū)動電路，從修理的角度考慮，驅(qū)動電路由隔離放大電路、驅(qū)動放大電路和驅(qū)動電路電源組成。三個上橋臂驅(qū)動電路是三個獨立驅(qū)動電源電路，三個下橋臂驅(qū)動電路是一個公共的驅(qū)動電源電路。

圖2-2  驅(qū)動電路

2.7保護電路

每個品牌的變頻器都有保護功能，有常規(guī)的檢測保護電路，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅(qū)動電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等都具有保護功能。圖2-3所示的電路是較典型的過流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

圖2-3  電流檢測保護電路(U相)

3 變頻器故障類型及產(chǎn)生原因

3.1故障類型

盡管變頻器已采用多種新型部件和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，但從目前的元件技術(shù)水平和經(jīng)濟性考慮，仍不可避免的采用了壽命相對較短的零部件。與此同時，還不排除零部件受到安裝環(huán)境的影響，其壽命可能要比預(yù)期的時間要短。變頻器的故障率與使用時間的關(guān)系曲線如圖3-1所示。

圖3-1  變頻器故障率與使用時間關(guān)系曲線

在圖3-1中，初期故障是指變頻器在安裝調(diào)試和初期運行階段，由于元器件的某種缺陷或某種外部原因而發(fā)生故障。元器件經(jīng)過器件制造廠家出廠檢測，變頻器生產(chǎn)廠家進廠入庫前的抽樣檢測，以及變頻器出廠前經(jīng)過嚴(yán)格的整機檢測，能使變頻器故障率降低到比較低程度。由于個別器件存在隱患和現(xiàn)場安裝及初期運行時誤操作，致使這一期間變頻器故障率較高。

　  當(dāng)變頻器投入正常使用后，在較長的一段時間內(nèi)出現(xiàn)故障的情況明顯減少，這時的故障可能有變頻器內(nèi)部某個器件發(fā)生突發(fā)性故障，也可能是由于使用環(huán)境差，使變頻器內(nèi)部引起的故障。由于這種故障偶然性強、較難預(yù)料，故稱為偶發(fā)故障。一般來說，在開發(fā)設(shè)計階段有針對性地增加零部件的額定余量，在使用階段加強維護保養(yǎng)是解決偶發(fā)故障的主要手段。

磨損故障是臨近使用壽命后期而發(fā)生的故障，主要特征是隨著時間的推移故障率明顯的增加。為了延長變頻器的使用壽命，需要對變頻器進行定期的檢查和保護，在預(yù)計零部件即將到達(dá)使用壽命時進行更換，做到有備無患。

3.2故障原因

（1）外部原因。如操作錯誤、參數(shù)設(shè)定不正確、負(fù)載過重、外部冷卻風(fēng)扇損壞、溫度過高、外界干擾、電網(wǎng)本身有問題等。

（2）內(nèi)部原因。如電路短路、接地元件損壞、絕緣破壞、接插件接觸不良、模塊損壞等。

4 變頻器的故障診斷與維修

由于使用方法的不正確或設(shè)置環(huán)境的不合理，將容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，常用的故障診斷方法有：（1）故障樹診斷法；（2）人工與自診斷結(jié)合法；（3）對比診斷法。但是在實際的故障中，應(yīng)當(dāng)對故障原因進行認(rèn)真分析，排除變頻器外圍電路和機械部分故障后，針對變頻器的電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合故障現(xiàn)象和變頻器主電路結(jié)構(gòu)框圖，對實際電路故障進行分析和診斷。

4.1主回路跳閘

該故障表現(xiàn)為變頻器運行過程中有大的響聲，或開機時送不上電，變頻器控制用的斷路器或空氣開關(guān)跳閘。這種情況一般是由于主電路(包括整流模塊、電解電容或逆變橋)直接擊穿短路所致，在擊穿的瞬間強烈的大電流造成模塊炸裂而產(chǎn)生巨大響聲。引起這類故障的主要原因有以下幾種情況：

4.1.1整流模塊損壞的原因

整流模塊損壞的主要原因有：（1）器件本身質(zhì)量不好；（2）后級電路，逆變功率開關(guān)元件損壞，導(dǎo)致整流橋流過短路電流而損壞；（3）電網(wǎng)電壓太高，電網(wǎng)遇雷擊和過電壓浪涌。電網(wǎng)內(nèi)阻小，過壓保護的壓敏電阻已經(jīng)燒毀，不起作用，導(dǎo)致全部過壓加到整流橋上；（4）變頻器與電網(wǎng)的電源變壓器太近，中間的線路阻抗很小，變頻器沒有安裝直流電抗器和輸入側(cè)交流電抗器，使整流橋處于電容濾波的高幅度尖脈沖電流的沖擊狀態(tài)下，整流橋損壞；（5）三相輸入缺相，使整流橋負(fù)擔(dān)加重而損壞。

為保證整流模塊的正常作用，要解決這類電網(wǎng)波形畸變的有效方法是：（1）在配電變壓器后面的變頻器的總負(fù)載容量不要太大，一般應(yīng)小于配電變壓器容量的1/10以下；（2）變頻器要配置直流電抗器和輸入側(cè)交流電抗器，而且選擇電抗器的電感數(shù)值應(yīng)當(dāng)大一些為好。直流電抗器電感量越大，電流連續(xù)性越好，對功率因數(shù)改善越有利。

4.1.2 IGBT損壞的原因

IGBT的損壞主要是由于均壓造成的，這包括動態(tài)均壓和靜態(tài)均壓。具體包括：（1）在使用較久的變頻器中，由于某些電容的容量減少而導(dǎo)致整個電容組的不均壓，分擔(dān)電壓高的電容容易炸裂。IGBT的損壞主要是由于母線尖峰電壓過高而緩沖電路吸收不利造成的。在IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷過程當(dāng)中，存在著極高的電流變化率，當(dāng)母線設(shè)計不合理，造成母線電感過高時，就會使模塊承擔(dān)的電壓過高而被擊穿，擊穿的瞬間大電流造成模塊炸裂，所以減小母線電感是保護變頻器的關(guān)鍵；（2）在IGBT的前級光電隔離器件因擊穿導(dǎo)致功率器件也被擊穿，或印制板在隔離器件部位因塵埃、潮濕造成打火擊穿，導(dǎo)致IGBT損壞；（3）雷擊、房屋漏水人浸，異物進入、檢查人員誤碰等意外，也會可能導(dǎo)致IGBT被擊穿。只有先查找損壞的根本原因，才能決定是否更換逆變模塊，消除再次損壞的可能。

為保證IGBT工作正常，相應(yīng)的解決辦法有：（1）使IGBT同絕緣柵場效應(yīng)管一樣避免靜電損壞，在裝配焊接中防止損壞的根本措施是：使要修理的機器、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作工作臺墊板等全部處在同一電場電位下進行操作。全部連接的公共點如果都能接地就更好，特別是電烙鐵頭上不能帶有示電高電位，示波器電源要用隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G與發(fā)射極E接通，不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護GE連通措施；（2）功率模塊與散熱器之間涂導(dǎo)熱硅脂，保證涂層厚度為0.1mm～0.25 mm，接觸面80％以上，緊固力矩按緊固螺釘大小施加(M4 13 kg 主站蜘蛛池模板： 国产成人看片免费视频观看 | 亚洲国产视频在线观看 | 香蕉亚洲欧洲在线一区 | 色综合天天综合网国产成人 | 久久综合精品不卡一区二区 | 男人的天堂免费在线观看 | 久久这里只有精品8 | 国产午夜成人无码免费看 | 97影院3| 久久国产美女免费观看精品 | 国产专区自拍 | 中文字字幕在线 | 曰批免费视频播放在线看片一 | 欧美成人毛片免费视频 | 精品一区国产 | 日日干天天 | 黄色男人的天堂 | 成人性视频网站 | 久久在草 | 四虎永久影院 | 毛茸茸free牲交 | 在线欧美激情 | 亚洲国产精品悠悠久久琪琪 | 欧美色婷婷 | 精品国免费一区二区三区 | 成人在线免费视频播放 | 九九热在线免费观看 | 一区二区三区中文国产亚洲 | 中文字幕不卡免费视频 | 日本精品视频网站 | 2021国产精品自产拍在线观看 | 日本高中生一级乇片 | 国产精品露脸张开双腿 | 亚洲一片 | 操美女免费看 | 国产高清成人 | 最新仑乱免费视频 | 国产亚洲一区二区在线观看 | 老司机午夜视频在线观看 | 手机看片自拍日韩日韩高清 | 国产精品香蕉在线观看不卡 |