變頻器是一種修改電機的工作頻率,來實現(xiàn)控制交流的設備,隨著工業(yè)化的普及,變頻器越來越多的應用到現(xiàn)代領(lǐng)域。本篇文章就將為大家介紹如何使用來測量變頻器的好壞。
需要注意的是,為了人身安全,必須確保機器斷電,并拆除變頻器輸入電源線R、S、T和輸出線U、V、W后方可操作!首先把萬用表打到“二級管”檔,然后通過萬用表的紅色表筆和黑色表筆按以下步驟檢測:
黑色表筆接觸直流母線的負極P(+),紅色表筆依次接觸R、S、T,記錄萬用表上的顯示值。然后再把紅色表筆接觸N(-),黑色表筆依次接觸R、S、T,記錄萬用表的顯示值。六次顯示值如果基本平衡,則表明變頻器整流或軟啟電阻無問題,反之相應位置的整流模塊或軟啟電阻損壞,現(xiàn)象:無顯示。
紅色表筆接觸直流母線的負極P(+),黑色表筆依次接觸U、V、W,記錄萬用表上的顯示值。然后再把黑色表筆接觸N(-),紅色表筆依次接觸U、V、W,記錄萬用表的顯示值。六次顯示值如果基本平衡,則表明變頻器IGBT逆變模塊無問題,反之相應位置的IGBT逆變模塊損壞,現(xiàn)象:無輸出或報故障。
用變頻器現(xiàn)場拖動一臺功率匹配的異步電機空載運行,調(diào)節(jié)頻率f,由50Hz開始下降一直到最低頻率。
在此過程用電流表檢測電機空載電流,如果空載電流在頻率下降過程中很平穩(wěn),能保持基本不變,那就是一臺好變頻器。
最低頻率可以這樣計算,(同步轉(zhuǎn)速-額定轉(zhuǎn)速)×極對數(shù)p÷60。例如,一臺4極電機,額定轉(zhuǎn)速是1470轉(zhuǎn),最低頻率=(1500-1470)×2÷60=1Hz。
交、直流固態(tài)的判別:通常,在直流固態(tài)繼電器外殼的輸入端和輸出端旁,均標有“+”、“-”符號,并注有“Dc輸入”、“DC輸出”字樣。而交流固態(tài)繼電器只能在輸入端上標出“+”、“-”符號,輸出端無正、負之分。
輸入端與輸出端的判別:無標識的固態(tài)繼電器,萬用表R×10k檔,通過分別測量各引腳的正、反向電阻值來判別輸入端與輸出端。當測出某兩引腳的正向電阻較小、而反向電阻為無窮大時,這兩只引腳即為輸入端,其余兩腳為輸出端。而在阻值較小的一次測量中,黑表筆接的是正輸入端,紅表筆接的是負輸入端。
若測得某兩引腳的正、反向電阻均為0,則說明該固態(tài)繼電器已擊穿損壞。若測得固態(tài)繼電器各引腳的正、反向電阻值均為無窮大,則說明該固態(tài)繼電器已開路損壞。
一般整流橋是六個二極管組成(三相全橋、單向全橋),二極管的特性是正向?qū)?,反向截止。檢測時必須保持四個二極管正向與反向電阻的一致性。
逆變模塊范圍就大些,有雙基極管陣列等組成(具體每種變頻器使用驅(qū)動有所不同),檢測也是檢查三相正、反向電阻的一致性。
以上是判斷變頻器用萬用表的簡單方法。
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。它是一種控制交流電機運轉(zhuǎn)的控制器,它把固定頻率的交流電源變成頻率電壓可調(diào)的交流電源,從而控制電機的轉(zhuǎn)速。
變頻調(diào)整系統(tǒng)的原理框圖
由處理器,按V/F恒定原則,產(chǎn)生PWM控制信號,令I(lǐng)GBT8了逆變模塊逬行功率放大后輸出,電路中還有電流檢測等單元,組成保護。在開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,速度指令可通過電位器,模擬電壓等形式輸入給DSP;將速度指令轉(zhuǎn)換為頻率,幅值,可變的電機定子電壓與電流,以控制電機的轉(zhuǎn)速。
1.頻率給定
在使用一臺變頻器的時候,目的是通過改變變頻器的輸出頻率。如何調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率呢?關(guān)鍵是向變頻器提供改變頻率的命令信號,這個信號,就稱為"頻率給定信號"。所謂頻率給定方式,就是調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的具體方法,變頻器常見的頻率給定方式主要有操作器鍵盤給定,接點信號給定,模擬信號給定,脈沖信號給定和通信方式給定等。這些頻率給定方式各有特點,必須按照實際的需要進行選擇設置,同時也可以根據(jù)功能需要選擇不同頻率給定方式之間的疊加和切換。
2.V/F控制
在逬行電動機調(diào)速時,通常要考慮的一個重要因素是保持電動機中每極磁通量為額定值如果磁通量太小,則電動機的出力不夠;如果過分增大磁通量,又會使鐵心飽和,過大的勵磁電流會使繞組過熱,從而損壞電動機。V/F控制是使變頻器的輸出在改變頻率的同時也改變電壓,通常是使V/F為常數(shù),這樣可使電動機磁通保持一定,在較寬的調(diào)速范圍內(nèi),電動機的轉(zhuǎn)矩,功率,功率因數(shù)不下降。
3.PWM調(diào)制
變頻器的調(diào)制方式為PWM。
PWM調(diào)制是保持整流得到的直流,電壓幅值不變的條件下,以一定的規(guī)律,在改變輸出頻率的同時,通過改變輸出脈沖的寬度,來達到改變等效輸出電壓的一種方式。PWM是一種調(diào)制方式來控制逆變模塊的通斷。
4.功率放大
目前功率放大的開關(guān)器件主要采用大功率晶體管IGBT,功率器件從整體上可以分為不可控器件,半可控器件和全可控器件。不可控器件導通和關(guān)斷無法通過控制信號進行控制,完全由其在電路中所承受的電流,電壓情況決定,屬于自然導通和自然關(guān)斷,包括功率二極管;半可控器件指能用控制信號控制導通J旦不能控制關(guān)斷,關(guān)斷只能由其在主電路中承受的電壓,電流情況決定,屬于自然關(guān)斷,包括晶閘管和由其派生出來的可控雙向晶閘管。全可控器件指能使用控制信號控制其導通和關(guān)斷的器件,包括功率三極管,功率場效應管,可關(guān)斷晶閘管,絕緣柵雙極三極管,靜電感應晶體管。靜電感應晶閘管等等。
全可控器件從控制形式上還可以分為電流控制型和電壓控制型兩大類。屬于電流控制型的有GTR(功率三極管),SCR(可控晶閘管),TRIAC(可控雙向晶閘管),GTO(可關(guān)斷晶體管)等;屬于電壓控制型的有功率MOSFET,IGBT,MCT和SIT。
5.電流檢測
變頻器電流信號可以用于電機的轉(zhuǎn)矩和電流控制,以及過流保護。其檢測方法主要有直接串聯(lián)取樣電阻法霍爾傳感器法。直接串聯(lián)取樣電阻法,簡單可靠不失真速度快,但是有損耗,不隔離,只適用于小電流且不需要隔離的情況,多用于小容量變頻器中。霍爾傳感器法具有精度高,線性好,頻帶款,相應快,過載能力強和不損失測量電路能量等優(yōu)點。
長期運行中,由于溫度、濕度、灰塵、振動等使用和環(huán)境的影響,內(nèi)部零部件會發(fā)生變化或老化,為了確保變頻器的正常運行,防患于未然,必須進行維護保養(yǎng)。變頻器的維護保養(yǎng)工作分為日常維護和定期維護兩部分。
日常維護的目的是盡早發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象,主要包括不停止變頻器運行或不拆卸其蓋板進行通電和啟動試驗,通過目測變頻器的運行情況,確定有無異常情況。日常維護的的項目有以下幾項。
(1)鍵盤面板顯示是否正常,有無缺少字符,儀表指示是否正確,是否有振動、振蕩等情況。
(2)冷卻風扇轉(zhuǎn)動是否正常,是否有異常聲音等。
(3)變頻器引出線是否有過熱、變色、變形、異味等現(xiàn)象。
(4)變頻器周圍環(huán)境是否符合標準規(guī)范,溫度和濕度是否正常。
(5)變頻器散熱溫度是否正常,是否有過熱、異味、噪聲、振動等異?,F(xiàn)象。
(6)通過變頻器操作面板檢查變頻器輸出電流、電壓、頻率、直流母線電壓等運行數(shù)據(jù)有無異常。
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