康沃變頻器電路圖.doc
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《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》主電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》主電路圖說(shuō) 這臺(tái)5.5kW康沃變頻器的主電路,就是一個(gè)模塊加上四只電容器呀。除了模塊和電容,沒(méi)有其它東西了。在維修界,流行著這樣的說(shuō)法:寧修三臺(tái)大的,不修一臺(tái)小的;小機(jī)器風(fēng)險(xiǎn)大,大機(jī)器風(fēng)險(xiǎn)小。小功率變頻器結(jié)構(gòu)緊湊,有時(shí)候檢查電路都伸不進(jìn)表筆去,只有引出線來(lái)測(cè)量,確實(shí)麻煩。此其一;小功率變頻器,主電路就一個(gè)模塊,整流和逆變都在里面了。內(nèi)部壞了一只IGBT管子,一般情況下只有將整個(gè)模塊換新,投入的成本高,利潤(rùn)空間小。而且萬(wàn)一出現(xiàn)意外情況,換上的模塊再壞一次,那就是賠錢買賣了。要高了價(jià),用戶不修了,要低的價(jià),有一定的修理風(fēng)險(xiǎn)。如同雞肋,食之無(wú)味,棄之可惜。修理風(fēng)險(xiǎn)也大。大機(jī)器空間大,在檢修上方便,無(wú)論是整流電路還是逆變電路,采用分立式模塊,壞一只換一只,維修成本偏偏低下來(lái)了。而大功率變頻器的維修收費(fèi)上,相應(yīng)空間也大呀。修一臺(tái)大功率機(jī)器,比修小的三臺(tái),都合算啊。 因變頻器直流電路的儲(chǔ)能電容器容量較大,且電壓值較高,整流電路對(duì)電容器的直接充電,有可能會(huì)造成整流模塊損壞和前級(jí)電源開(kāi)關(guān)跳閘。其實(shí)這種強(qiáng)Y充電,對(duì)電容器的電極引線,也是一個(gè)大的沖擊,也有可能造成電容器的損壞。故一般在整流電路和儲(chǔ)能電容器之間接有充電電阻和充電繼電器(接觸器)。變頻器在上電初期,由充電電阻限流給電容器充電,在電容器上建立起一定電壓后,充電繼電器閉合,整流電路才與儲(chǔ)能電容器連為一體,變頻器可以運(yùn)行。充電電阻起了一個(gè)緩沖作用,實(shí)施了一個(gè)安全充電的過(guò)程。 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)速超過(guò)變頻器的輸出轉(zhuǎn)速,由U、V、W輸出端子向直流電路饋回再生能量時(shí),若不能及時(shí)將此能量耗散掉,異常升高的直流電壓會(huì)危及儲(chǔ)能電容和逆模塊的安全。BSM15GP120模塊內(nèi)置制動(dòng)單元,機(jī)器內(nèi)部?jī)?nèi)置制動(dòng)電阻RXG28-60。雖有內(nèi)置制動(dòng)電阻,但機(jī)器也有P1、PB外接制動(dòng)電阻端子,當(dāng)內(nèi)置電阻不能完全消耗再行能量時(shí),可由端子并接外部制動(dòng)電阻,完成對(duì)電機(jī)發(fā)電的再生能量的耗散。制動(dòng)單元的開(kāi)關(guān)信號(hào)由GB、N兩個(gè)控制端子引入,制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)是由CPU主板提供的。 對(duì)IGBT逆變電路的保護(hù),1、過(guò)流、短路保護(hù)電路——IGBT管壓降檢測(cè)電路,又稱為模塊故障檢測(cè)電路。驅(qū)動(dòng)電路一般也兼有模塊故障檢測(cè)功能。在IGBT模塊內(nèi)流通異常電流時(shí),實(shí)施快速停機(jī)保護(hù);2、電壓保護(hù)電路——直流電路的電壓檢測(cè)電路,逆變電路供電異常時(shí),實(shí)施停機(jī)保護(hù);3、個(gè)別機(jī)器還有輸入三相電源檢測(cè)電路,和輸出三相電壓檢測(cè)電路,在輸入電源電壓缺相和缺出異常時(shí),均會(huì)實(shí)施停機(jī)保護(hù);4、溫度保護(hù)電路——模塊溫度檢測(cè)電路,在運(yùn)行狀態(tài)中檢測(cè)模塊溫度異常上升時(shí),實(shí)施停機(jī)保護(hù)。一般的溫度檢測(cè)電路,由溫度傳感元件與后續(xù)電路構(gòu)成。BSM15GP120模塊內(nèi)部,內(nèi)置有模塊溫度檢測(cè)電路,模塊溫升異常時(shí)輸出高電平信號(hào)給CPU。 早期生產(chǎn)的變頻器產(chǎn)品,逆變功率電路有采用可控硅器件的,在可控硅的關(guān)斷和換相上控制較為復(fù)雜,載波頻率往往也較低。電機(jī)運(yùn)行的噪聲和振動(dòng)都要大一些。是不是也有人考慮過(guò)用雙極型器件(晶體三極管)做功率逆變電路的,但因三極管為電流驅(qū)動(dòng)型器件,驅(qū)動(dòng)電路須提供很大的驅(qū)動(dòng)功率,這會(huì)帶來(lái)極大驅(qū)動(dòng)功耗和驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)做成一塊相當(dāng)大的線路板,這樣不光考慮模塊的散熱,還要考慮驅(qū)動(dòng)電路的散熱了。也有人考慮用場(chǎng)效應(yīng)晶體管來(lái)做,但場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)導(dǎo)通壓降太大,這會(huì)形成管子本身的功耗,而且場(chǎng)效應(yīng)晶體管的功率容量也是有限的。再后來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了新型器件——IGBT管子。該器件融合了雙極型器件和場(chǎng)效應(yīng)器件兩者的優(yōu)點(diǎn)——電壓控制、較小的導(dǎo)通壓降和較大的功率容量。使驅(qū)動(dòng)電路和IGBT模塊本身的功耗都大為降低,并且易于驅(qū)動(dòng)。所以現(xiàn)在所有的變頻器的功率輸出電路,一律都是采用IGBT模塊了。 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》開(kāi)關(guān)電源電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》開(kāi)關(guān)電源電路圖說(shuō) 任何電子設(shè)備,電源電路的故障率總是相當(dāng)高的——因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng),負(fù)擔(dān)最重??醇译娋S修有關(guān)彩色電視機(jī)的文章,對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的修理,那是需要拿出專門章節(jié)來(lái)討論的。變頻器的開(kāi)關(guān)電源電路,形式上比較單一,相差倒不大,不像彩電的電源電路那么五花八門。別以為電路簡(jiǎn)單,修理就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)單電路也是有疑難故障的喲!檢修起來(lái)不像線性電源那么直觀,開(kāi)關(guān)電源的任一個(gè)小環(huán)節(jié)——振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常,都會(huì)使電路出現(xiàn)千奇百怪的故障現(xiàn)象!人干電氣、電子修理這個(gè)行當(dāng)越久、越深入,便越是自負(fù)不起來(lái),同一種電路,你修過(guò)了一千種故障,但說(shuō)不定哪一天,在你覺(jué)得躊躇滿志不在話下的當(dāng)兒,第一千零一種故障現(xiàn)身了,也能讓你撓會(huì)兒頭。 R40、R41、LED組成上電啟動(dòng)電路,為振蕩芯片U1-3844B提供上電時(shí)的起振電流。在電路起振工作后,由自供電繞組、D13、D14、C30構(gòu)成的整流濾波電路為U1提供工作電源。自供電繞組、D13、C31整流濾波電路輸出的電壓,同時(shí)也作為反饋電壓信號(hào)輸入到U1的2腳,由內(nèi)部誤差放大器與基準(zhǔn)電壓比較,輸出控制電壓控制內(nèi)部PWM波發(fā)生器,改變U1的6腳輸出脈沖的占空比,從而控制開(kāi)關(guān)管K2225的導(dǎo)通與截止時(shí)間,維持次級(jí)繞組輸出電壓的穩(wěn)定。自供電繞組、D13、D14、C30、C31既是U1的供電電源,同時(shí)構(gòu)成了穩(wěn)壓電路,將因電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變動(dòng)引起的次級(jí)繞組輸出電壓的變化,反饋到U1的2腳,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制。 在U1的7腳供電電壓值超過(guò)16V以上時(shí),U1的8腳輸出5V基準(zhǔn)電壓,為U1的4腳外接振蕩電路的定時(shí)元件提供充、放電能量,4腳R、C元件與內(nèi)部電路配合,在4腳產(chǎn)生鋸齒波振蕩脈沖,該脈沖送入內(nèi)部PWM波形成電路。 開(kāi)關(guān)變壓器BT的初級(jí)繞組與開(kāi)關(guān)管串接,由開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截止,將直流供電能量經(jīng)BT繞組轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兡芰浚姶拍芰浚?,再耦合到次?jí)電路。與主繞組相并聯(lián)的D15、C32、R39等元件,提供開(kāi)關(guān)管截止時(shí)主繞組感生反向電流的泄放通路,抑制了反向電壓的峰值,并加快了開(kāi)關(guān)管的截止速度,同時(shí)也避免了開(kāi)關(guān)管承受過(guò)高反壓而損壞,具有一定保護(hù)作用;開(kāi)關(guān)管源極串聯(lián)的電流采樣電路R37,將流過(guò)主繞組和開(kāi)關(guān)管的電流轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),輸入到U1的3腳,當(dāng)開(kāi)關(guān)管流過(guò)異常電流時(shí),R37上電壓降上升,U1的3腳內(nèi)部電流信號(hào)處理電路,輸出控制信號(hào),或改變6腳脈沖信號(hào)的占空比,使開(kāi)關(guān)管截止時(shí)間變長(zhǎng),以降低電源的輸出電流。在有過(guò)流狀況發(fā)生但R36上電壓降在1V以下時(shí),內(nèi)部電流信號(hào)處理電路輸入信號(hào),控制6腳輸出信號(hào)的占空比,實(shí)施限流控制。而當(dāng)過(guò)流嚴(yán)重使R36上電壓上升為1V以上時(shí),內(nèi)部電流信號(hào)處理電路使U1停振,以實(shí)施過(guò)流保護(hù)。當(dāng)聽(tīng)到開(kāi)關(guān)電源發(fā)出“打嗝”聲,處于時(shí)振時(shí)停狀態(tài)下,說(shuō)明負(fù)載電路有嚴(yán)重過(guò)流情況發(fā)生,處于過(guò)流停振保護(hù)的臨界點(diǎn)上。“打嗝”現(xiàn)象,實(shí)質(zhì)上是電路本身實(shí)施的保護(hù)動(dòng)作。 次級(jí)繞組輸出電壓經(jīng)D9、C25整流濾波成+8V直流電源,送入CPU主板,再經(jīng)后級(jí)電路穩(wěn)壓成+5V,供CPU電路;次級(jí)繞組輸出電壓經(jīng)D6、C20整流濾波成24V直流電源,供充電繼電器MC的線圈供電,變頻器上電時(shí),先由充電電阻給直流電路的儲(chǔ)能電容器充電,CPU再輸出一個(gè)MC閉合指令(由CON1端子的29腳進(jìn)入),MC閉合,將充電電阻短接。24V電源還作為兩只散熱風(fēng)扇的供電電源,兩只散熱風(fēng)扇由三極管T2、T3驅(qū)動(dòng),風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)指令也由CPU以端子CON1的27腳輸入,控制T2、T3的導(dǎo)通與截止。另有兩組D10、C27和D8、C23等整流濾波電源,分別輸出+18V和-18V兩路供電,送入CPU主板,再由后級(jí)穩(wěn)壓電路處理成+15V、-15V直流穩(wěn)壓電源,供電流、電壓保護(hù)檢測(cè)電路和控制電路。-18V的供電繞組,同時(shí)還由D7正向整流成正電壓,作為直流電壓的檢測(cè)信號(hào),送入后級(jí)直流電路電壓檢測(cè)電路,進(jìn)一步處理后,送入CPU,供過(guò)、欠壓保護(hù)、直流電壓顯示、參與輸出電路控制等。 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》驅(qū)動(dòng)電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》驅(qū)動(dòng)電路圖說(shuō) 小功率變頻器主電路、開(kāi)關(guān)電源電路、驅(qū)動(dòng)電路,往往是做于一塊線路板上的,不能簡(jiǎn)單地稱為電源/驅(qū)動(dòng)板了,三相整流、三相逆變和儲(chǔ)能電容器也在線路板上呀。該塊線路板的故障率較高,能占到變頻器總故障率的80%左右。CPU主板故障相對(duì)較小,低電壓小電流信號(hào)嘛。主電路器件,如逆變模塊,和驅(qū)動(dòng)電路,有故障共生的特點(diǎn),模塊的損壞,必將波及驅(qū)動(dòng)電路受沖擊;驅(qū)動(dòng)電路的異常,也往往危及到模塊。所謂變頻器維修,維修人員的大部分時(shí)間是耗費(fèi)在這塊板子上的。電源/驅(qū)動(dòng)板的電路結(jié)構(gòu)是大同小異的,各個(gè)品牌的變頻器的電源/驅(qū)動(dòng)板——你要是修理多了經(jīng)手多了——感覺(jué)都差不多的。CPU主板,這是一個(gè)不太準(zhǔn)確的稱謂,變頻器的中心控制部件國(guó)人習(xí)慣上稱為單片機(jī),國(guó)際上稱其為微控制器(因結(jié)構(gòu)性能上高于微處理器)。但大家吆喝CPU主板已經(jīng)成習(xí)慣了,仿佛約定俗成似的,我也隨大溜,把以微控制器為中心的那塊板子,稱為CPU主板了。CPU主板電路,包括單片機(jī)及外單片機(jī)外圍電路,控制端子的輸入、輸出信號(hào)電路、電流電壓檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、其它控制電路等。對(duì)CPU主板電路的維修,在無(wú)電路原理圖的情況下,難度是較大的。尤其是多層印刷線路和小體積貼片元件構(gòu)成的CPU主板。一般變頻器都是都是由這兩塊板子構(gòu)成的,當(dāng)然也有例外的啊,也有把開(kāi)關(guān)電源與單片機(jī)做在一個(gè)板子上的。 驅(qū)動(dòng)IC由TLP250擔(dān)任,對(duì)驅(qū)動(dòng)IC的供電來(lái)說(shuō)(以U相上橋臂驅(qū)動(dòng)電路為例),是由D5、C19整流濾波電路直接提供24V單電源供電的,但24V電源回路中,由R26、Z1、C5的穩(wěn)壓電路又“人為”分離出一個(gè)零電位點(diǎn)來(lái),這個(gè)零電位點(diǎn)經(jīng)模塊觸發(fā)端子加到逆變模塊內(nèi)部IGBT管子的射極。假定穩(wěn)壓管Z1的擊穿電壓值為9V,則供電電源的正端對(duì)零電位點(diǎn)的電壓值為+15V,對(duì)供電電源的負(fù)端電壓值為-9V。因而,當(dāng)U1的6/7腳輸出高電平的激勵(lì)電壓時(shí),IGBT的柵-射結(jié)被接入+15V的激勵(lì)電壓,IGBT管子被驅(qū)動(dòng)而開(kāi)通,這個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是+15V電壓對(duì)柵-射結(jié)電容充電的過(guò)程;當(dāng)U1的6/7腳輸出低電平的激勵(lì)電壓時(shí),IGBT的柵-射結(jié)被接入-9V的截止電壓,IGBT管子的柵-射結(jié)承受反偏壓而截止,這個(gè)截止過(guò)程實(shí)質(zhì)上是-9V供電對(duì)IGBT管子的柵-射結(jié)電容內(nèi)儲(chǔ)存的電荷進(jìn)行中和而使其快速消失的過(guò)程。可以說(shuō),對(duì)IGBT管子的開(kāi)通的控制是由+15V電源對(duì)其柵-射結(jié)電容“灌入電流”的結(jié)果使然;而對(duì)IGBT管子的截止的控制,則是由-9V電源對(duì)柵-射結(jié)電容內(nèi)儲(chǔ)存電荷進(jìn)行快速“拉出電流”的結(jié)果使然。我一直對(duì)IGBT管子是電壓型控制器件的理論頗有微言,而認(rèn)為此類管子仍為電流型控制器件,在寫作此文的過(guò)程中,覺(jué)得我的說(shuō)法有點(diǎn)矯枉過(guò)正的意思了。相對(duì)于雙極型器件,IGBT管子的驅(qū)動(dòng)電路只是提供了瞬態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流,而前者的驅(qū)動(dòng)電路則一直在提供“常態(tài)”的驅(qū)動(dòng)電流。大功率變頻器的逆變電路若是采用雙極型器件的話,其驅(qū)動(dòng)電路的電流輸出能力和本身功耗,將是非常之大的。這也正是IGBT模塊所以被廣泛采用的原因了。將IGBT器件定義為電壓驅(qū)動(dòng)型器件,容易讓人產(chǎn)生IGBT管子的觸發(fā)回路不吸取電流,不消耗驅(qū)動(dòng)功率的誤解。我們說(shuō),電容本身雖然為儲(chǔ)能元件,IGBT管子的柵-射結(jié)電容上的電荷,在驅(qū)動(dòng)電路的作用下反復(fù)充放, IGBT管子的輸入回路的內(nèi)電路(比如串接于回路的電阻元件)是消耗能量的。事實(shí)上,瞬態(tài)較大的充、放電電流,在驅(qū)動(dòng)IC或功率驅(qū)動(dòng)管的內(nèi)阻和柵極電阻(R12)上,仍舊形成了較大的電阻性有功損耗。也即是說(shuō),驅(qū)動(dòng)電路本身仍要付出一定的驅(qū)動(dòng)功率。這也就是驅(qū)動(dòng)電路尤其是大功率變頻器的驅(qū)動(dòng)電路,仍然采用了功率推動(dòng)管和柵極電阻也為數(shù)瓦大功率電阻的原因。驅(qū)動(dòng)電路的功率損耗是集中于功率輸出級(jí)的導(dǎo)通內(nèi)阻與脈沖引入電阻上的。 電阻R12為IGBT管子觸發(fā)脈沖的引入電阻,對(duì)它的真實(shí)身份的名稱,至今似乎還未形成確切的定義。柵極電阻?限流電阻?隔離電阻?補(bǔ)償電阻?脈沖引入電阻?它一是決定了IGBT管子?xùn)?射結(jié)電容的充、放電電流的大小與速率,二是減小了觸發(fā)端子接線引線電感的影響。 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》控制端子電路圖 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》控制端子電路圖說(shuō) 本圖及下二圖,為CPU主板電路圖。本圖主要為變頻器的控制端子電路、外部存儲(chǔ)器和晶振電路等。在變頻器的修理和測(cè)繪過(guò)程中,因用戶取機(jī)使我無(wú)法將P型機(jī)的CPU主板一直繪完,不得已測(cè)繪了P型和G型機(jī)的兩種CPU主板電路,幸好兩種機(jī)型的CPU主板電路是一樣的(感覺(jué)應(yīng)該是呀),便將各部分電路合畫在一起了。錯(cuò)誤責(zé)任,我自承擔(dān)。 將控制信號(hào)的輸入和輸出電路做得稍微講究一點(diǎn)的話,還是不要直接輸入、輸出的好,起碼得用光電耦合器隔離一下。光電耦合器的使用,不僅使控制端子與CPU之間有了電氣隔離的安全性,也使電路的抗干擾能力大為增強(qiáng)——小幅度電壓信號(hào)的擾動(dòng)被光耦器件“隔離”了。 X1-X5:多功能信號(hào)輸入端子,端子與CM閉合有效,端子的具體功能可由參數(shù)設(shè)定??赏ㄟ^(guò)參數(shù)設(shè)置如多段速指令、頻率通道選擇、正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制等,能使變頻器適應(yīng)用戶的多種控制方式,加強(qiáng)了控制上的靈活性。FWD、REV、RST也為數(shù)字信號(hào)輸入端子,但其功能已被指定,只可用作變頻器的起、停和故障復(fù)位控制,不能通過(guò)參數(shù)另行修改了。輸入信號(hào)經(jīng)光電耦合器隔離,輸入側(cè)為24V供電,當(dāng)輸入端子與CM閉合時(shí),形成了光耦器件的輸入電流,輸出側(cè)三極管導(dǎo)通,將+5V高電平信號(hào)加到CPU的引腳。這也是變頻器控制端子經(jīng)常采用的電路形式和供電方式。CPU引腳都接有與地相連的下拉電阻,在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)為低電平。下拉電阻與電容又接成消噪電路,具有抗干擾效果。 由開(kāi)關(guān)電源次級(jí)繞組整流濾波電路輸出的+8V電壓經(jīng)VOL1(L7805CV)穩(wěn)壓輸出+5V電源,供CPU。開(kāi)關(guān)電源電路輸出的+18V、-18V供電,也分別經(jīng)VOL3(LM78L15ACZ)、VOL2(79L15)穩(wěn)壓成+15V和-15V供保護(hù)控制電路。 CPU的2腳輸出低電平變頻器運(yùn)行(或故障)信號(hào),由PC2驅(qū)動(dòng)繼電器REY1,再由端子觸點(diǎn)輸出,經(jīng)外接指示燈或繼電器等器件,顯示變頻器的運(yùn)行(或故障)狀態(tài)。 CPU的22、23腳外接4MHz晶振,與內(nèi)部振蕩電路一起,產(chǎn)生CPU工作所需的基準(zhǔn)時(shí)鐘。 CPU,又稱為中央處理器,內(nèi)部一般由運(yùn)算器、控制器、內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入/輸入設(shè)備及接口電路及總線組成,但隨技術(shù)的進(jìn)步和更新,其功能和結(jié)構(gòu)均在不斷擴(kuò)充中——將原來(lái)CPU外圍的電路也集成于器件內(nèi)部。將其硬件設(shè)備擴(kuò)充到一定的規(guī)模,而使之能獨(dú)立完成一個(gè)較復(fù)雜的控制功能,此器件即被稱為微處理器了。在微處理器家庭中,為適用于某一應(yīng)用領(lǐng)域,在硬件構(gòu)成上——有別于通用型微處理器(如80C51)——有一定的獨(dú)特性,如本文特指的變頻器經(jīng)常采用的微處理器,具備六路PWM波輸出功能,能實(shí)現(xiàn)特定的控制功能,又被稱為微控制器,別名:?jiǎn)纹瑱C(jī)。因業(yè)內(nèi)人士一般將變頻器單片機(jī)的電路板之為CPU主板,從約定俗成和定義簡(jiǎn)潔的方面考慮,也將微控制器(單片機(jī)),姑且稱之為CPU了。 CPU的34-40腳與IC2相連接。IC2為串口EEPROM存儲(chǔ)器,為標(biāo)準(zhǔn)三線串行接口,容量4k,動(dòng)作電流1mA,備用電流5uA,擦/寫次數(shù)大于10的6次方,數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于200年。用戶在應(yīng)用中,經(jīng)常要將相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,并且改變后的參數(shù)值能為變頻器所記憶。IC2即是為完成這一任務(wù)而設(shè)的。如停電后用戶的設(shè)定值丟失,須檢查IC2及相關(guān)電路。 CPU主板的故障率相對(duì)較低,約占總故障率的20%以下。故障多發(fā)生在故障檢測(cè)電路的控制端子電路上??刂贫俗拥墓收隙酁橛脩粽`接入高電壓,而將端子供電24V燒壞,端子輸入電路開(kāi)路損壞和光電耦合器的輸入側(cè)電路損壞。故障檢測(cè)電路(電壓、電流檢測(cè)的后續(xù)電路、溫度檢測(cè)電路)損壞時(shí),就有點(diǎn)“謊報(bào)軍情”故意搗亂的意思了,明明主電路是好的,卻報(bào)出“輸出短路”故障或輸出缺相故障,明明風(fēng)扇是好的,卻報(bào)出過(guò)熱故障等,使變頻器不能投入正常運(yùn)行。 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》CPU逆變脈沖輸出電路、I/O接口電路圖 《康沃CVF-P1-5.5kW變頻器》CPU逆變脈沖輸出電路、I/O接口電路圖說(shuō) 控制端子——模擬信號(hào)端子。VI1、VI2:頻率設(shè)定電壓信號(hào)輸入端1、2;I1:頻率設(shè)定電流信號(hào)輸入正端(電流輸入端);AM:可編程電壓信號(hào)輸出端,由CPU的61腳輸出信號(hào)經(jīng)IC5-LF353內(nèi)部一組放大器(接成反相放大器)放大后,由R42限流后輸出到AM端子。輸出內(nèi)容可由參數(shù)設(shè)定,如輸入電流、輸出電流、輸入電壓等。輸出為模擬電壓信號(hào),可外接10V電壓表頭顯示輸出電流或輸出頻率,用于變頻器的運(yùn)行監(jiān)控。FM:可編程頻率信號(hào)輸出端,外接頻率計(jì)。最高輸出信號(hào)頻率50kHz,幅值10V。輸出內(nèi)容可由參數(shù)設(shè)定,如輸出頻率、給定頻率等。電路也由一級(jí)反相放大器構(gòu)成。 數(shù)字輸入端子X(jué)6、X7為數(shù)字輸入端子中的特殊端子,可接收頻率小于10kHz、幅度為5-24V的脈沖信號(hào)。既可當(dāng)作一般數(shù)字輸入端子應(yīng)用,也可輸入高速脈沖信號(hào)。兩端子輸入信號(hào)經(jīng)光耦器件PC5、PC6隔離后,又經(jīng)IC3內(nèi)兩級(jí)反相器將信號(hào)反相后,輸入到CPU的43、46腳。 CPU的16、48、58、59腳與MAX485通訊模塊相連接。RS485通訊模塊內(nèi)含一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器,驅(qū)動(dòng)器具有短路電流限制,接收器輸入具有失效保護(hù)特性。可以實(shí)現(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率。模塊采用5V單電源供電。RS485采用差分負(fù)邏輯信號(hào),+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V表示“1”。RS485一般采用兩線制接線,采用的是主從通信方式,即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī),即所謂半雙工通訊。連接RS-485通信鏈路時(shí)可以簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu),在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。 RS-485接口采用差分信號(hào)傳輸方式,并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào),系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。理論上RS485的最大傳輸距離可以達(dá)到9.6公里。MAX485的6、7腳外接接地電阻及穩(wěn)壓管,有抑制共模電壓和干擾的作用。RS485通訊接口,為變頻器與PLC或上位機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通訊控制提供了方便。通常,進(jìn)行RS485通訊時(shí),變頻器要進(jìn)行某些通訊參數(shù)的設(shè)置,如通訊站號(hào)和通訊波特率等的設(shè)置;PLC或上位機(jī),則要編寫相應(yīng)的控制程序。具體的通訊格式,各廠家變頻器說(shuō)明書都有詳細(xì)說(shuō)明。 操作顯示面板由5V電源供電,9、10腳為供電端;1-5腳留有預(yù)置焊口,更換操作面板類型或進(jìn)行功能調(diào)整時(shí),可通過(guò)短接、開(kāi)路相應(yīng)焊口來(lái)實(shí)現(xiàn)。本機(jī)操作面板與CPU的通訊采用三線式連接,CPU的60腳經(jīng)電阻R20直接用操作面板連接,CPU輸出的另兩路通訊線由IC3內(nèi)部?jī)杉?jí)反相器反相和隔離后,再送入操作面板。讓我猜一下這三根線的作用,一為時(shí)鐘信號(hào),二為數(shù)據(jù)信號(hào),三為片選、使能等性質(zhì)的信號(hào)吧,不知對(duì)不對(duì)?操作顯示面板的內(nèi)部電路,因時(shí)間關(guān)系未及畫出。有內(nèi)帶微處理器的,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜一點(diǎn),但與CPU之間的引線要少,如本機(jī)的;有的內(nèi)部只有驅(qū)動(dòng)和顯示電路,與CPU之間的引線稍多。操作面板的損壞也是時(shí)有發(fā)生的。常見(jiàn)為無(wú)顯示,顯示筆劃不全、按鍵接觸不良、電位器接觸不良等。多為數(shù)碼顯示管驅(qū)動(dòng)電路損壞和因油污腐蝕、磨損、振動(dòng)虛焊等造成故障。操作面板價(jià)錢不貴,損壞后也可直接從廠家購(gòu)得。 CPU的50-55腳為六路PWM(逆變)脈沖輸出腳,這六個(gè)引腳有6只10kΩ上拉電阻接+5V,輸出低電平脈沖信號(hào)。CPU輸出的六路逆變脈沖信號(hào),再經(jīng)IC12-六反相緩沖器/驅(qū)動(dòng)器,轉(zhuǎn)化為高電平脈沖信號(hào)送入后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路。后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路(見(jiàn)圖五十五)為六只光耦型驅(qū)動(dòng)IC,輸入側(cè)為發(fā)光二極管,要求有一定的電流輸入值,這就要求前級(jí)電路有一定的電流輸出能力,以足以驅(qū)動(dòng)后級(jí)光耦器件。眾所周知,CPU引腳的“拉電流”能力是有限的,上接電阻(CPU內(nèi)、外的上拉電阻多為10kΩ或4.7kΩ)往往限制了它的拉電流輸出能力,但卻具有較強(qiáng)的“灌電流”輸出能力。有的變頻器電路即是用其灌電流輸出能力直接驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路的。但加入緩沖級(jí),多了層CPU的安全屏障,隔離了逆變模塊的損壞對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的沖擊。在維修中我有時(shí)也禱告?。篊PU千萬(wàn)不能壞呀,CPU不壞就能修起來(lái)呀。 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》保護(hù)控制電路圖 《康沃CVF-G-5.5kW變頻器》保護(hù)控制電路圖說(shuō) 變頻器的直流電壓檢測(cè)電路不外乎以下兩種電路形式。一是輸入自直流回路的530V直流電壓采用電阻分壓、線性光電耦合器隔離和運(yùn)放電路處理后,輸出到CPU;二是由開(kāi)關(guān)電源電路的次級(jí)繞組電壓整流而出,該路整流二極管在開(kāi)關(guān)管飽合導(dǎo)通期間,承受正向偏壓而導(dǎo)通,整流電壓輸出正比于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)繞繞組輸入的直流回路的供電。電壓采樣電路所得的直流電壓檢測(cè)信號(hào),一是提供直流電路過(guò)、欠壓的報(bào)警依據(jù);二是此模擬電壓信號(hào)輸入CPU,也參與對(duì)三相輸出電壓的控制;三是電壓檢測(cè)信號(hào),也同時(shí)作為直流電路制動(dòng)開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)。在直流電路電壓達(dá)一定幅值時(shí),啟動(dòng)制動(dòng)單元(開(kāi)關(guān)管),將制動(dòng)電阻接入直流電路,對(duì)電壓增量部分進(jìn)行快速耗散。本機(jī)的直流電壓檢測(cè)信號(hào),也取自開(kāi)關(guān)電源變壓器的次級(jí)繞組的整流電壓,經(jīng)排線端子CNN1/CON2(CNN1為電源/驅(qū)動(dòng)板上排線端子序號(hào);CON2為CPU主板上排線端子序號(hào),但排線引腳一致)的25腳引入到CPU主板上來(lái)。 前級(jí)電壓檢測(cè)電路來(lái)的信號(hào),經(jīng)R81引入到W1半可變電阻的中心臂,經(jīng)W1調(diào)整、R82分壓后,輸入到IC9(LF353高輸入阻抗雙運(yùn)放電路)的3腳,由1腳輸出后,一路經(jīng)D7嵌位直接送入CPU引腳;一路輸入到IC9的6腳,IC9的5腳為R85、R86對(duì)+5V的分壓值,此電壓作為基準(zhǔn)電壓。當(dāng)直流電路電壓升高到一定幅度時(shí)(如660V), IC9的6腳電壓高于5腳基準(zhǔn)電壓,IC9的工作狀態(tài)反轉(zhuǎn),7腳輸出低電平,BRK制動(dòng)電路工作指示燈點(diǎn)亮;一路送入IC10運(yùn)算放大器的反相輸入端2腳,該放大器(電壓比較器)的同相輸入端3腳,也有+5V經(jīng)R88、R89分壓形成的電壓,2腳與3腳電壓相比較,2腳電壓高于3腳分壓值時(shí),從1腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)給CPU的35腳,使變頻器報(bào)出過(guò)電壓故障信號(hào)。 本機(jī)的三相輸出電流檢測(cè)電路是很有意思的。由兩只電流互感器輸出的IU、IV信號(hào),加到IC7-TL072(運(yùn)算放大器)的三組電壓跟隨器的同相輸入端上,經(jīng)放大后輸入由D8、D9、D10組成的橋式整流電路上。電壓跟隨器的使用大大提升了電路的輸入阻抗,基本上不取用自電流互感器來(lái)的信號(hào)電流,提高了電流檢測(cè)的精度。三組電壓跟隨器將IU、IV二相電流信號(hào)還原為三相輸出電流信號(hào)。D8、D9、D10的整流電壓加到后級(jí)IC8的5腳,該級(jí)放大器為差分放大器,IC8的7腳輸出電流檢測(cè)信號(hào)又輸入到IC10后級(jí)反相放大器的同相輸入端6腳,由7腳輸出隨變頻器輸出電流大小變化的信號(hào)電壓,送入CPU的33腳。 可以看出,電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路信號(hào)的輸出,也是受IC6-HC00四二輸入與非門電路控制的。當(dāng)IC6的4腳輸出高電平時(shí),D14、D16有可能正偏導(dǎo)通,抬高了IC10的1、7腳輸出電壓;當(dāng)IC6的4腳輸出低電平時(shí),D14、D16反偏截止,IC10的1、7腳輸出電壓不受IC6的控制。至于IC10受控或不受控于IC6,在什么時(shí)間,什么條件下受控于IC6,是由CPU的17、41、37腳輸出電壓信號(hào)決定的。到底這是個(gè)怎樣的控制過(guò)程,須手頭有一臺(tái)康沃變頻器,實(shí)際通電驗(yàn)證才能得知的。因修理康沃變頻器的需要,緊迫和倉(cāng)促之間測(cè)繪了整機(jī)電路圖,機(jī)器一經(jīng)修復(fù),即被用戶取走了,當(dāng)時(shí)情境下,也無(wú)法從容上電驗(yàn)證機(jī)器是如何對(duì)兩路檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行控制的。 但我想啊——通過(guò)一些變頻器的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行,也似乎理清了一些頭緒——變頻器在起動(dòng)期間或是起動(dòng)的一個(gè)時(shí)間段內(nèi),一是因輸出電壓與頻率都較低,二是負(fù)載情況不一樣,變頻器是暫緩電流檢測(cè)保護(hù)電路起控的,或者說(shuō)將保護(hù)閥值升高一點(diǎn),在起動(dòng)后或者在起動(dòng)的后半段,再投入保護(hù)信號(hào)。起動(dòng)期間對(duì)IGBT模塊的過(guò)流保護(hù),一般由驅(qū)動(dòng)電路的模塊故障檢測(cè)電路來(lái)執(zhí)行。 我推斷,IC6的電路,也是起到了這樣一個(gè)控制作用啊。 曠野之雪 2010年1月15日- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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