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变频器维修培训(三)

  • 2017/5/29 9:31:25

我们知道电解电容具有储能,滤波,平滑波形作用。在没加电解
电容前经过整流桥整流的波形好象水中的波浪(当然实际没有那
么大的幅度,只是为了直观放大),而并上电解电容后经过整流
后的母线电压就上一条很直的线。
均压电阻 :
PN端的电压经过整流后一般在540VDC左右,因为电网是波动
的,所以变频器的直流电压工作范围一般在430VDC~700VDC
之间。而一般的高压电容都在400VDC左右,为了满足耐压需
要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC用。要是不在
上下串联电容中并上均压电阻,因为二个电解电容不可能做成完
全一致,这样每个电容上所承受的电压就可能不同,承受电压高
的发热严重(电容里面有等效串联电阻)或超过耐压值而损坏。
所以必须在二个串联的电容上再并上均压电阻去满足上下电容所
承受的电压是一样的。
电解电容容量的选择:
我们知道二个电容C串联后容量为 C/2 , 二个电容并起来的容量为 2C。
(例如,470uF  的二个串联起来容量就只有235uF, 而并联起来的为
940uF )变频器功率越大,需要的电容就越大。一般选择经验为 ≥
60uF / A . 例如,一台15KW的变频器 额定电流为30A,需要的电容
容量为 ≥ 60uF / A × 30 A 即至少为1800uF,所以一般选择4个
2200uF(二并二串) 或者2个4700uF的电容(二串联)。当然还要
去考虑所选电容品牌,品牌不同,质量相差会很大,这样所选的电容
容量也相应需要去调整。
一般电解电容的容量都很大,特别是那些大的高压电解电容,而电
容又是储能元件。所以需要特别注意在焊接,拿、放它时注意不能
去接触电容的二个脚,或者短路它们,这样会很危险。
吸收电容:
IGBT的开关动作导致有很大的过流,过压产生,还有电机的能量回馈,
要是没有吸收电容把那些尖峰滤掉,IGBT,开关电源中的MOSFET(
开关管)还有整流桥很容易就会被击穿。所以吸收电容是一个很关键的
地方。而因为PCB板的布局,还有铜排的走线不同,产品的抗干扰效果
不一样。这样吸收电容的选择不能仅仅靠经验值去处理。还要依据整体
布局(机箱)的好与坏来定。当然在不考虑成本的情况下吸收电容是越
大越好。
注意事项:
因为吸收电容的重要性,所以对它的装配,焊接也要特别注意。
1、尽量把吸收电容放在IGBT模块的P,N端上;
2、吸收电容的引脚要尽量的短;
3、质量。
电容器原理与作用

电容的单位换算

压敏电阻及吸收电容:
压敏电阻安装在RST进线处,主要起防雷作用。在正常情况下压敏电阻
不起作用,当有雷击从电网进来时,因为瞬间的高脉冲(高压)把压敏
电阻击穿,相当于压敏电阻对地短路,这样雷击能量就在进变频器前被
吸收掉了,避免损坏模块。此处的吸收电容主要是对电网的杂波进行滤
波,把那些进去的干扰先滤掉。

霍尔最简单的理解就是一个变压器(也叫电流互感器),由变压器原理知道:
                        I1 / I2 = n2 / n1
霍尔:
也可以这么理解:大电流很难直接去测量,所以呢要把它转换成小电流小信
号去处理,如何去转换呢,由公式知道要是I1 大(实际的电流)I2小(要
用到它去计算反馈到CPU去),只有n2大,n1小。I1为实际电流,n1就是一
条导线或一条铜排,即n1=1, n2可以查霍尔资料。这样可以算出从霍尔出来
有多少电流,I2也就知道了。
霍尔接口一般为:1正电源(+15V) 2负电源(-15V) 3输出(Output)4电源地(GND)。一般用到的霍尔又可以分为电压型霍尔还有电流型霍尔。既根据输出来判定为电流型的还是电压型的。其实二种型号的霍尔可以互换。由上面公式我们知道不管是电压型的还是电流型的,其实它们都是把大电流信号转换成小电流信号,即输出都为电流。实际上信号去CPU是以电压形式来表现的。所以到最后还是要转化为电压信号。电流信号如何转换为电压信号呢?我们知道公式V = I * R 很简单的只要并个电阻就可以把电流信号换成电压信号了。电压型的霍尔我们可以理解在霍尔里面就直接并了一个电阻到地。

一般霍尔安装在U,V,W的其中二条相上,具体哪二相上不同的软件有不同的
要求。可不可以装三个霍尔呢?肯定是可以,并且效果还很好,只是从成本上考虑才以最少量来设计的。
霍尔选择:因为霍尔的作用是把大电流信号转换成小电流信号去CPU,
让CPU去计算下一步该做什么工作。所以对于变频器来说霍尔是个很重
要的元件,要求它的抗干扰能力强。要是霍尔质量不好,转换的小信号
还没有那些干扰信号强,输到CPU的信号就成为假的信号了,不是真正
UVW相中的信号去了。这样CPU很容易出现误动作。根据不同功率的变
频器选择不同额定值的霍尔。我们知道一般变频器的过载能力在200%
,这样通过霍尔的电流就至少要大于2倍此变频器额定电流的。有这个
概念就好选择用多大电流的霍尔了。比如一台45KW的机器,额定电流
为90A,过载能力200%,就是180A的电流。那么选择霍尔就要200A
的了。霍尔的选择不一定需要选与实际产品一样的(同一个品牌),注
意电流的选择,看好产品的品质就可以去替换了。
三极管的基本原理


IGBT开通损耗
我们知道IGBT模块有大有小,一般做变频器的IGBT模块有从10A到400A的,
也就是说有那么大的电流通过IGBT的内阻R,由I*2 ×R × t (开通时间)
= P (开通损耗)我们知道 要是t很大这样损耗会很大很大。实际上t (时间)
是很小很小的t = 1 / f  * D (f为变频器的载波频率;D为占空 比,对D具体解
释参见开关电源部分)。一般变频器的载波频率在2KHz ~ 16KHz 。所以说
t = 1 /2KHz ~ 16KHz  * D值很小。但因为I值(模块额定值)大,即使开通
时间短在期间损耗的能量也是很大的。
IGBT在关断的时候也会损耗能量
因为IGBT从开通状态到关断不是突变的,IGBT的损耗 P1= U * I * T (注意U I
 都是变化的)在开通的时候一般IGBT的压降(C E 间)在2V~3V左右,关断在
540V左右,从2V到540V这段时间(T )IGBT的损耗 P1= U * I * T (注意U I
都是变化的)

不管是在开通还是在关断过程,流过IGBT  C E间的电压及其二端之间的电压
不是突变的(有个斜坡),在这个斜坡阶段既有电流又有电压,所以一定要消
耗能量。
因为IGBT的工作状态是一开一关,在这一开一关中需要消耗很大的能量,
载波频率越高,开关速度就越快!能量损耗就越大。所以一般来说在调试
变频器的时候越大的机器载波频率就需要越小,减小变频器的过热(OH)。
那是不是可以把所有机器的载波频率都调到最小值呢?
当然什么东西好与坏都不是绝对的,在调试部分再具体分析载波频率参数的设定问题。
今天由于时间的关系写到这里了,希望这几天的变频器维修知识能高帮到大家,有很多私信骂我的那些哥们,好的意见我会接收,也会改进,但是我还是有句话要送给那些骂我的人,人生最精彩的不是实现梦想的瞬间,而是坚持梦想的过程。老鼠嘲笑猫的时候,身旁必有一个洞。关于近期头条的广告我只能说一句: 广告就是告诉别人,他的钱还可以这么花。
 


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