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变频器的控制电路及集中常见故障分析!(一)

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发表于 2018-5-9 11:12:35 |显示全部楼层

1 引言

随着变频器在产业生产中日益广泛的应用,了解变频器的结构,主要器件的电气特性和一些常用参数的作用,及其常见故障越来越显示出其重要性。

2 变频器控制电路

给异步电动机供电 (电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,称为控制电路,如图1所示。控制电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路。


图 1

在图 1点划线内,无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。

1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。

2)电压、电流检测电路

与主回路电位隔离检测电压、电流等。

3)驱动电路

为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。

4)I/0输进输出电路

为了变频器更好人机交互,变频用具有多种输进信号的输进 (比如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。

5)速度检测电路

以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号,送进运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。

6)保护电路

检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

3 变频器控制回路的抗干扰措施

由于主回路的非线性 (进行开关动作),变频器本身就是谐波干扰源,而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路,极易遭受其它装置产生的干扰,造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此,变频器在安装使用时,必须对控制回路采取抗干扰措施。

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1)变频器的基本控制回路

同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种:

① 4~20mA电流信号回路(模拟);1~5V/0~5V电压信号回路(模拟)。

②开关信号回路,变频器的开停指令、正反转指令等 (数字)。

外部控制指令信号通过上述基本回路导进变频器,同时干扰源也在其回路上产生干扰电势,以控制电缆为媒体进侵变频器。

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2)干扰的基本类型及抗干扰措施。

①静电耦合干扰:指控制电缆与四周电气回路的静电容耦合,在电缆中产生的电势。

措施:加大与干扰源电缆的间隔,达到导体直径 40倍以上时,干扰程度就不大明显。

在两电缆间设置屏蔽导体,再将屏蔽导体接地。

②静电感应干扰:指四周电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小,控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。

措施:一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离展设,分离间隔通常在 750px以上(最低为250px),分离困难时,将控制电缆穿过铁管展设。将控制导体绞合,绞合间距越小,展设的路线越短,抗干扰效果越好。

③电波干扰:指控制电缆成为天线,由外来电波在电缆中产生电势。

措施:同 1和2所述。必要时将变频器放进铁箱内进行电波屏蔽,屏蔽用的铁箱要接地。

④接触不良干扰:指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良,电阻发生变化在电缆中产生的干扰。

措施:对继电器触点接触不良,采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆连接点应定期做拧紧加固处理。

⑤电源线传导干扰:指各种电气设备从同一电源系统获得供电时,由其它设备在电源系统直接产生电势。

措施:变频器的控制电源由另外系统供电,在控制电源的输进侧装设线路滤波器;装设尽缘变压器,且屏蔽接地。

⑥接地干扰:指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不公道的接地均可诱发的各种意想不到的干扰,比如设置两个以上接地点,接地处会产生电位差,产生干扰。

措施:速度给定的控制电缆取 1点接地,接地线不作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行,使用专设的接地端子,不与其它接地端子共用,并尽量减少接地端子引接点的电阻,一般不大于100d。


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