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。
1、上电跳UP:①首先检查输入电源是否偏低,是否将380V的变频器接到220V的电源上(这种可能性较小);②根据F059和F084的参数来判定输入电源是否正常;③上电跳UP的话,95%都是属于输入电源偏低。
2、启动几秒钟跳UP:①首先考虑是否是继电器不吸合;②如果是大功率的机器,可让客户将电源断开,然后再重新上电,且认真听在上电的时候是否有继电器吸合的声音;③小功率机器比较难听得见,但可让客户将负载减小或者直接把电机线去掉,这样就可以判断得出是否是继电器不吸合;④这种情况一般都是继电器不吸合或吸合触头接触不良的原因造成;⑤在这种情况下不能让客户试机试得太久,防止充电电阻过热,烫坏机箱或烧坏旁边的元器件。
3、在正常运行中跳UP:①首先了解是否经常出现此类情况,还是有时出现,一般在白天出现还是在晚上出现;②检查电源电压是否有点偏低,或波动大;③查看F059和F084来判断电源电压的情况;④变频器附近是否有大功率的用电设备频繁启动,将电源电压瞬间拉低。
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开关电源损坏是众多变频器常见的故障,通常是由于开关电源的负载发生短路造成的,在众多变频器的开关电源线路设计上,安川变频器因该说是比较成功的。616G3采用了两级的开关电源,有点类似于富士G5,先由级开关电源将直流母线侧500多伏的直流电压转变成300多伏的直流电压。然后再通过高频脉冲变压器的次级线圈输出5V、12V、24V等较低电压供变频器的控制板,驱动电路,检测电路等做电源使用。在第二级开关电源的设计上安川变频器使用了一个叫做TL431的可控稳压器件来调整开关管的占空比,从而达到稳定输出电压的目的。前几期我们谈到的LG变频器也使用了类似的控制方式。用作开关管的QM5HL-24以及TL431都是较容易损坏的器件。此外当我们在使用中如若听到刺耳的尖叫声,这是由脉冲变压器发出的,很有可能开关电源输出侧有短路现象。我们可以从输出侧查找故障。此外当发生无显示,控制端子无电压,DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。