變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。
發(fā)展歷程
變頻技術(shù)誕生背景是交流電機無級調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。
20世紀60年代以后,電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠遠無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術(shù)企業(yè)開始批量化生產(chǎn)變頻器,開啟了變頻器工業(yè)化的新時代。
20世紀70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速的研究得到突破,20世紀80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)。
20世紀80年代中后期,美、日、德、英等發(fā)達國家的VVVF變頻器技術(shù)實用化,商品投入市場,得到了廣泛應(yīng)用。早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢,高端產(chǎn)品迅速搶占市場。
步入21世紀后,國產(chǎn)變頻器逐步崛起,現(xiàn)已逐漸搶占高端市場。上海和深圳成為國產(chǎn)變頻器發(fā)展的前沿陣地。
過流是變頻器報警為頻繁的現(xiàn)象
(1) 重新啟動時,一升速就跳閘。這是過電流十分嚴重的現(xiàn)象。主要原因有:負載短路,機械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機的轉(zhuǎn)矩過小等現(xiàn)象引起;
(2) 上電就跳,這種現(xiàn)象一般不能復位,主要原因有:模塊壞、驅(qū)動電路壞、電流檢測電路壞;
(3) 重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時,主要原因有:加速時間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補償(V/F)設(shè)定較高。
一臺LG-IS3-4 3.7kW變頻器一啟動就跳“OC”
分析與維修:打開機蓋沒有發(fā)現(xiàn)任何燒壞的跡象,在線測量IGBT(7MBR25NF-120)基本判斷沒有問題,為進一步判斷問題,把IGBT拆下后測量7個單元的大功率晶體管開通與關(guān)閉都很好。在測量上半橋的驅(qū)動電路時發(fā)現(xiàn)有一路與其他兩路有明顯區(qū)別,經(jīng)仔細檢查發(fā)現(xiàn)一只光耦A3120輸出腳與電源負極短路,更換后三路基本一樣。模塊裝上上電運行一切良好。
② 一臺BELTRO-VERT 2.2kW變頻通電就跳“OC”且不能復位。
分析與維修:首先檢查逆變模塊沒有發(fā)現(xiàn)問題。其次檢查驅(qū)動電路也沒有異常現(xiàn)象,估計問題不在這一塊,可能出在過流信號處理這一部位,將其電路傳感器拆掉后上電,顯示一切正常,故認為傳感器已壞,找一新品換上后帶負載實驗一切正常。
變頻器故障代碼:OU
“OU”是過電壓錯誤。變頻器在運行過程中檢測出主回路過電壓,200V級:超過410VDC時檢測出 400V級:超過820VDC時檢測出。對策如下:
①再生能力過大(沒有用制動電阻時)
◆需要外加制動電阻。
◆延長減速時間。
◆把變頻器中減速時防止失速動作電壓值下降10V左右(200V級 設(shè)定為380V 400V級設(shè)定為770V)。
②再生處理不動作(用制動電阻時)
◆把減速中防速度功能設(shè)置為無效。
◆把自動加減速功能設(shè)定為無效。
③制動選件布線異常(用制動電阻時),確認制動單元、制動電阻安裝是否正確。
④檢查變頻器供電電壓是否超過額定電壓。
⑤制動電阻選擇的太大(用制動電阻時),更換合適阻值和功率的制動電阻。
⑥變頻器內(nèi)部制動晶體管損壞,需要更換變頻器。