变频器主电路组成部分及变频器的主电路图
变频器的主电路包括三相整流电路、上电电路、电抗、储能滤波电路、直流制动、IGBT逆变电路,其中上电电路由上电接触器和充电电阻组成,与直流电抗一起起着在对电容C1、C2限流充电的作用,充电完成后,上电接触器吸合,短接充电电阻,变频器开始进入待机工作状态。
IGBT逆变电路由6个IGBT组成,直流制动电路则是在负载电动机因超速产生发电时,提供电动机的发电电能向直流制动电路的回馈通路,起到电动机制动的作用。(小功率的机型往往内置制动电路,大功率的机型则选择外接制动电路)
变频器的控制电路包括开关电源、驱动电路、检测电路(电流、电压、温度、故障、检测)、操作控制电路和其他基本电路。
1)开关电源
大家从图上可以看到,开关电源从滤波电路前端(红色标记的两点)取得直流电压,经过直流-交流-直流转变后,得到需要各个模块需要的稳定的直流电。
2)驱动电路
控制电路输出的6路脉冲信号进入驱动电路(红色标记处),经过光耦的隔离和功率放大后,驱动IGBT,从而达到我们的控制开关效果,将直流逆变成我们们需要的三相交流电压
3)电流、电压、温度检测、OC故障检测
上图中只有电流检测采样电路(红色标记处),从主电路的直流回路取得电压检测信号,用于电压显示、过、欠电压报警和停机保护;
从输出UVW三相串接互感器,(http://www.dgzj.com/ 电工之家)用于变频器在正常工作过程中的电流、输出控制、过载报警和停机保护;温度检测单元主要安装在散热片上,检测逆变功率模块的温度变化、异常温度报警和停机保护,并控制散热风扇的运转;驱动电路还带有IGBT的故障检测功能,当逆变IGBT工作异常时,产生OC信号并报警和停机保护。
4)操作控制电路
变频器的控制端子内部电路(包括辅助电源、数字、模拟输入、输出电路)、操作显示面板,对变频器完成起动、停止、通讯等控制功能。
5)其他基本电路
上述的3)4)的采样和控制信号最后都会输入核心控制电路,由核心控制电路将信号经过程序的集中处理后,输出驱动、控制信号。
变频器的整机电路框图
PID控制又称比例微积分控制,是一种闭环控制。
一种典型的PID控制应用电路
1.PID控制参数设置
参数及设置值
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说 明
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Pr.128=20
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将端子4设为PID控制的压力检测输入端
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Pr.129=30
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将PID比例调节设为30%
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Pr.130=10
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将积分时间常数设为10s
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Pr.131=100%
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设定上限值范围为100%
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Pr.132=0
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设定下限值范围为0
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Pr.133=50%
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设定PU操作时的PID控制设定值(外部操作时,设定值由2-5端子间的电压决定)
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Pr.134=3s
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将积分时间常数设为3s
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2.端子功能参数设置
参数及设置值
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说 明
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Pr.183=14
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将RT端子设为PID控制端,用于启动PID控制
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Pr.192=16
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设置IPF端子输出正反转信号
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Pr.193=14
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设置OL端子输出下限信号
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Pr.194=15
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设置FU端子输出上限信号
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3.操作运行
设置外部操作模式。设定Pr.79=2,面板“EXT”指示灯亮,指示当前为外部操作模式。
启动PID控制。将AU端子外接开关闭合,选择端子4电流输入有效;将RT端子外接开关闭合,启动PID控制;将STF端子外接开关闭合,启动电动机正转。
改变给定值。调节设定电位器,2-5端子间的电压变化,PID控制的给定值随之变化,电动机转速会发生变化,例如给定值大,正向偏差(ΔX>0)增大,相当于反馈值减小,PID控制使电动机转速变快,水压增大,端子4的反馈值增大,偏差慢慢减小,当偏差接近0时,电动机转速保持稳定。
改变反馈值。调节阀门,改变水压大小来调节端子4输入的电流(反馈值),PID控制的反馈值变化,电动机转速就会发生变化。例如阀门调大,水压增大,反馈值大,负向偏差(ΔX
PU操作模式下的PID控制。设定Pr.79=1,面板“PU”指示灯亮,指示当前为PU操作模式。按“FWD”或“REV”键,启动PID控制,运行在Pr.133设定值上,按“STOP”键停止PID运行。
变频器主电路维修检测方法
变频器维修的第一步就是先用指针万用表对主电路进行检测,分别测量三相输入(R、S、T)三个端子对图中标识的“+”、“-”端子之间的电阻值,三相端子(接黑表笔)对“+”端(接红表笔)的正向电阻约为7KΩ,而三相端子(红表笔)对“+”(黑表笔))端的阻值就应该是无穷大。
测量出来的电阻值主要反映的是三相整流电路的故障情况,而另外我们还需要测量是三相输出(U、V、W)三个端子对“+”、“-”端子的电阻值则反映出IGBT的故障情况。
对端子电阻的测量智能大致判断IGBT的好坏,不能最后认定IGBT的故障情况,下面我们结合其原理,讲解测量方法。
打开机器外壳,将电源板和驱动板(由于驱动板与IGBT连接时,中间往往会并接电阻)取出,做好拆线排插标记,将指针万用表拨到电阻档,黑表笔接IGBT的C极,红笔接IGBT的E极,此时万用表测量的值在零,这时候将黑表笔点G极(给予正向电压导通IGBT),触碰后再将黑表笔点到C极,此时万用表阻值非常小(因为IGBT导通)。
结束后,再将黑表笔接E极,再用红表笔触碰G极(给予反向电压关断IGBT),触碰后在将红笔接回C极,万用表指针指向零,代表IGBT已经关断。
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