变频器原理图怎么看的?变频器原理的变频器基础原理

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变频器原理图怎么看的?

变频器基础原理知识
变频器基础
*1: VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 �� *2: CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写 ��
各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。
通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。 把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器

变频器起变频作用的部分一般是PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制技术)模块,控制开关管以驱动大功率设备。

控制电机转速的应用:
感应式交流电机的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。

变频器原理的变频器基础原理

1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写,意为改变电压和改变频率,也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写,意为恒电压、恒频率,也就是人们所说的恒压恒频。
VVC的控制原理
在VVC中,控制电路用一个数学模型来计算电机负载变化时更佳的电机励磁,并对负载加以补偿。
此外集成于ASIC电路上的同步60°PWM *** 决定了逆变器半导体器件(IG *** S)的更佳开关时间。
决定开关时间要遵循以下原则:
数值上更大的一相在1/6个周期(60°)内保持它的正电位或负电位不变。
其它两相按比例变化,使输出线电压保持正弦并达到所需的幅值(如下图)
与正弦控制PWM不同,VVC是依据所需输出电压的数字量来工作的。这能保证变频器的输出达到电压的额定值,电机电流为正弦波,电机的运行与电机直接接市电时一样。
由于在变频器计算更佳的输出电压时考虑了电机的常数(定子电阻和电感),所以可得到更佳的电机励磁。
因为变频器连续的检测负载电流,变频器就能调节输出电压与负载相匹配,所以电机电压可适应电机的类型,跟随负载的变化。
VVC+的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上,该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。
因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的,控制电压矢量的角度可显著的改善0-12HZ范围内的动态性能,而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。
利用SFAVM或60°AVM原理来计算逆变器的开关模式,可使气隙转矩的脉动很小(与使用同步PWM的变频器相比)。
用户可以选择自己最喜爱的工作原理,或者由逆变器依据散热器的温度来自动选择控制原理。如果温度低于75°C采用SFAVM原理来控制,当温度高于75℃时就应用60°AVM原理。
以下给出这两个原理的概要 选择 逆变器更大的开关频率 特点 SFAVM 更大8kHz 1. 与同步60°PWM(VVC)相比,转矩纹波小
2. 无“换挡”
3. 逆变器的开关损耗大 60°AVM 更大14kHz 1. 逆变器的开关损耗减少(与SFAVM相比减少1/3)
2. 与同步60°PWM(VVC)相比转矩纹波小
3. 与SFAVM相比转矩纹波相对大些
如上图所示,电机模型为负载补偿器和电压矢量发生器分别计算额定的空载值ISX0,Isy0和I0,θ0。知道实际的空载值就有可能更准确地估计电机轴的负载转矩。
与V/f控制相比,电压矢量控制在低速时很有利,传动的动特性可得到明显的改善。此外因为控制系统能更好地估计负载转矩,给出电压和电流的矢量值,与标量(仅有大小的值)控制的情况相比,电压矢量控制还能得到很好的静态特征。 自六十年代后期以来,由于微处理器和半导体技术的发展及其价格的降低,使变频器发生了很大的变化。但是,变频器的基本原理并没有变。
变频器可以分为四个主要部分:
1、整流器。它与单相或三相交流电源相连接,产生脉动的直流电压。整流器有两种基本类型---可控和不可控的。
2、中间电路。它有以下三种类型:
a) 将整流电压变换成直流电流。
b) 使脉动的直流电压变得稳定或平滑,供逆变器使用。
c) 将整流后固定的直流电压变换成可变的直流电压。
3、逆变器。它产生电动机电压的频率。另外,一些逆变器还可以将固定的直流电压变换成可变的交流电压。
4、控制电路。它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器,同时它也接收来自这部分的信号。具体被控制的部分取决于各个变频器的设计。如下图:
上图示出变频器不同的设计及控制原理。图中:
1- 可控整流器,
2- 不可控整流器,
3- 可变直流电流的中间电路,
4- 固定直流电压的中间电路,
5- 可变直流电压的中间电路,
6- 脉冲幅度调试逆变器,
7- 脉冲宽度调制逆变器。
电流逆变器:CSI(1+3+6)
脉冲幅度调制逆变器:PAM(1+4+7),(2+5+7)
脉冲宽度调制逆变器:PAM/VVC(2+4+7)
为了全面,还应该简要的提一下没有中间电路的直接变频器。这种变频器用于功率等级不兆瓦级的地方,它们直接将50Hz电源变换为一个低频电源,其更大输出频率为30Hz。
整流器
变频器中的整流器可由二极管或晶闸管单独构成,也可由两者共同构成。由二极管构成的是不可控整流器,有晶闸管构成的是可控整流器。二极管和晶闸管都用的整流器是半控整流器。
中间电路
中间电路可看做是一个能量的存储装置,电动机可以通过逆变器从中间电路获得能量。和逆变器不同,中间电路可根据三种不同的原理构成。
在使用电源逆变器时,中间电路由一个大的电感线圈构成,它只能与可控整流器配合使用。电感线圈将整流器输出的可变电流电压转换成可变的直流电流。电机电压的大小取决于负载的大小。
中间电路的滤波器使斩波器输出的方波电压变得平滑。滤波器的电容和电感使输出电压在给定频率下维持一定。
中间电路还能提供如下一些附加功能,这取决于中间电路的设计。例如:
l使整流器和逆变器解耦
l减少谐波
l 储存能量以承受断续的负载波动
逆变器
逆变器是变频器最后一个环节,其后与电动机相联。它最终产生适当的输出电压。
变频器通过使输出电压适应负载的办法,保证在整个控制范围内提供良好的运行条件。这 *** 是将电机的励磁维持在更佳值。
逆变器可以从中间电路得到以下三者之一。
l 可变直流电流
l 可变直流电压
l 固定直流电压
在以上每种情况下,逆变器都要确保给电机提供可变的量。换句话说,电动机电压的频率总是由逆变器产生的。如果中间电路提供的电流或电压是可变的,逆变器只需调节频率即可。如果中间电路只提供固定的电压,则逆变器既要调节电动机的频率,还要调节电动机的电压。
晶闸管在很大程度上被频率更好的晶体管所取代,因为晶体管可以跟快速地导通和关断。开关频率取决于所用的半导体器件,典型的开关频率在300Hz到20KHz之间。
逆变器中的半导体器件,由控制电路产生的信号使其导通和关断。这些信号可以受到不同的控制。

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请问谁有变频器开关电源工作原理图及详细讲解说明,本人是新手,想学维修变频器开关电源。

开关电源的检修思路和检修 ***

开关电源简化电路图

变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型,电路中的关键要素都包含在内了。而任何复杂的开关电源,剔除枝蔓后,也会剩下上图这样的主干。其实在检修中,要具备对复杂电路的“化简”的能力,要在看似杂乱无章的电路伸展中,拈出这几条主要的脉络。要向解牛的庖丁学习,训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路,只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。
看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路:开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路;R1提供了启动电流;自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。
当然,PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身,也构成了振荡回路的一部分。
2、稳压回路:N3、D3、C4等的+5V电源,R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然,PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3,也是稳压回路的一部分。
3、保护回路:PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路;N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IG *** 的保护电路;实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号,也可看作是一路电压保护信号。但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身,保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。
4、负载回路:N3、N4次级绕组及后续电路,均为负载回路。负载回路的异常,会牵涉到保护回路和稳压回路,使两个回路做出相应的保护和调整动作。

振荡芯片本身参与和构成了前三个回路,芯片损坏,三个回路都会一齐 *** 。对三个或四个回路的检修,是在芯片本身正常的前提下进行的。另外,要像下象棋一样,用全局观念和系统思路来进行故障判断,透过现象看本质。如停振故障,也许并非由振荡回路元件损坏所引起,有可能是稳压回路故障或负载回路异常,导致了芯片内部保护电路起控,而停止了PWM脉冲的输出。并不能将和各个回路完全孤立起来进行检修,某一故障元件的出现很可能表现出“牵一发而全身动”的效果。

开关电源电路常表现为以下三种典型故障现象(结合图3、9):
一、次级负载供电电压都为0V。变频器上电后无反应,操作显示面板无指示,测量控制端子的24V和10V电压为0V。检查主电路充电电阻或预充电回路完好,可判断为开关电源故障。检修步骤如下:
1、先用电阻测量法测量开关管Q1有无击穿短路现象,电流取样电阻R4有无开路。电路易损坏元件为开关管,当其损坏后,R4因受冲击而阻值变大或断路。Q1的G极串联电阻、振荡芯片PC1往往受强电冲击而损坏,须同时更换;检查负载回路有无短路现象,排除。
2、更换损坏件,或未检测中有短路元件,可进行上电检查,进一步判断故障是出在振荡回路还是稳压回路。
检查 *** :
a、先检查启动电阻R1有无断路。正常后,用18V直流电源直接送入UC3844的7、5脚,为振荡电路单独上电。测量8脚应有5V电压输出;6脚应有1V左右的电压输出。说明振荡回路基本正常,故障在稳压回路;
若测量8脚有5V电压输出,但6脚电压为0V,查8、4脚外接R、C定时元件,6脚外围电路;
若测量8脚、6脚电压都为0V,UC3844振荡芯片坏掉,更换。
b、对UC3844单独上电,短接PC2输入侧,若电路起振,说明故障在PC2输入侧外围电路;电路仍不起振,查PC2输出侧电路。
二、开关电源出现间歇振荡,能听到“打嗝”声或“吱、吱”声,或听不到“打嗝”声,但操作显示面板时亮时熄。这是因负载电路异常,导致电源过载,引发过流保护电路动作的典型故障特征。负载电流的异常上升,引起初级绕组激磁电流的大幅度上升,在电流采样电阻R4形成1V以上的电压信号,使UC3844内部电流检测电路起控,电路停振;R4上过流信号消失,电路又重新起振,如此循环往复,电源出现间歇振荡。
检查 *** :
a、测量供电电路C4、C5两端电阻值,如有短路直通现象,可能为整流二极管D3、D4有短路;观察C4、C5外观有无鼓顶、喷液等现象,必要时拆下检测;供电电路无异常,可能为负载电路有短路故障元件;
b、检查供电电路无异常,上电,用排除法,对各路供电进行逐一排除。如拔下风扇供电端子,开关电源工作正常,操作显示面板正常显示,则为24V散热风扇已经损坏;拔下+5V供电接子或切断供电铜箔,开关电源正常工作,则为+5V负载电路有损坏元件。
三、负载电路的供电电压过高或过低。开关电源的振荡回路正常,问题出在稳压回路。
输出电压过高,稳压回路的元件损坏或低效,使反馈电压幅度不足。检查 *** :
a、在PC2输出端并接10k电阻,输出电压回落。说明PC2输出侧稳压电路正常,故障在PC2本身及输入侧电路;
b、在R7上并联500Ω电阻,输出电压有显著回落。说明光电耦合器PC2良好,故障为PC3低效或PC3外接电阻元件变值。反之,为PC2不良。
负载供电电压过低,有三个故障可能:1、负载过重,使输出电压下降;2、稳压回路元件不良,导致电压反馈信号过大;3、开关管低效,使电路(开关变压器)换能不足。
检查与修复 *** :
a、将供电支路的负载电路逐一解除(注意!不要以开路该路供电整流管的 *** 来脱开负载电路,尤其是接有稳压反馈信号的+5V供电电路!反馈电压信号的消失,会导致各路输出电压异常升高,而将负载电路大片烧毁!)判断是否由于负载过重引起电压回落;如切断某路供电后,电路回升到正常值,说明开关电源本身正常,检查负载电路;输出电压低,检查稳压回路。
b、检查稳压回路的电阻元件R5—R10,无变值现象;逐一代换PC2、PC3,若正常,说明代换元件低效,导通内阻变大。
c、代换PC2、PC3若无效,故障可能为开关管低效,或开关和激励电路有问题,也不排除UC3844内部输出电路低效。更换优质开关管、UC3844。

对于一般性故障,上述故障排查法是有效的,但不一定百分之百地灵光。若检查振荡回路、稳压回路、负载回路都无异常,电路还是输出电压低,或间歇振荡,或干脆毫无反应,这此情况都有可能出现。先不要犯愁,让我们往深入里分析一下电路故障的原因,以帮助尽快查出故障元件。电路的间歇振荡或停振的原因不在起振回路和稳压回路时,还有哪些原因可导致电路不起振呢?
(1)主绕组N1两端并联的R、D、C电路,为尖峰电压吸收网络,提供开关管截止期间,储存在变压器中磁场能量的泄放通路(开关管的反向电流通道),保护了开关管不被过压击穿。当D2或C4严重漏电或击穿短路时,电源相当于加上了一个很重的负载,使输出电压严重回落,U3844供电不足,内部欠电压保护电路起控,而导致电路进入间歇振荡。因元件并联在N1绕组上,短路后不易测出,往往被忽略;
(2)有的开关电源有输入供电电压的(电压过高)保护电路,一旦电路本身故障,使电路出现误过压保护动作,电路停振;
(3)电流采样电阻不良,如引脚氧化、碳化或阻值变大时,导致压降上升,出现误过流保护,使电路进入间歇振荡状态;
(4)自供电绕组的整流二极管D1低效,正向导通内阻变大,电路不能起振,更换试验;
(5)开关变压器因绕组发霉、受潮等,品质因数降低,用原型号变压器代换试验;
(6)R1起振电路参数变异,但测量不出异常,或开关管低效,此时遍查电路无异常,但就是不起振。
修理 *** :
变动一下电路既有参数和状态,让故障暴露出来!试减小R1的电阻值(不宜低于200kΩ以下),电路能起振。此法也可做为应急修理手段之一。无效,更换开关管、UC3844、开关变压器试验。

输出电压总是偏高或偏低一点,达不到正常值。检查不出电路和元件的异常,几乎换掉了电路中所有元件,电路的输出电压值还是在“勉强与凑合”状态,有时好像能“正常工作”了,但让人心里不踏实,好像神经质似的,不知什么时候会来个“反常表现”。不要放弃,调整一下电路参数,使输出电路达到正常值,达到其工作状态,让我们“放心”的地步。电路参数的变异,有以下几种原因:
1、晶体管低效,如三极管放大倍数降低,或导通内阻变大,二极管正向电阻变大,反向电阻变小等;
2、用万用表不能测出的电容的相关介质损耗、频率损耗等;
3、晶体管、芯片器件的老化和参数漂移,如光电耦合器的光传递效率变低等;
4、电感元件,如开关变压器的Q值降低等;
5、电阻元件的阻值变异,但不显著。
6、上述5种原因有数种参于其中,形成“综合作用”。
由各种原因形成的电路的“现在的”这种状态,是一种“病态”,也许我们得换一下检修思路了,中医有一个“辨证施治的”理论,我们也要用一下了,下一个方子,不是针对哪一个元件,而是将整个电路“调理”一下,使之由“病态”趋于“常态”。就这么“模糊着糊涂着”,把病就给治了。
修理 *** (元件数值的轻微调整):
1、输出电压偏低:
a、增大R5或减小R6电阻值;b、减小R7、R8电阻值或加大R9电阻值。
2、输出电压偏高:
a、减小R5或增大R6电阻值;b、增大R7、R8电阻值或减小R9电阻值。
上述调整的目的,是在对电路进行彻底检查,换掉低效元件后,进行的。目的是调整稳压反馈电路的相关增益,使振荡芯片输出的脉冲占空比变化,开关变压器的储能变化,使次级绕组的输出电压达到正常值,电路进入一个新的“正常的平衡”状态。
好多看似不可修复的疑难故障,就这样经过一、两只电阻值的调整,波澜无惊地修复了。

检修中须注意的问题:1、在开关电源检查和修复过程中,应切断三相输出电路IG *** 模块的供电,以防止驱动供电异常,造成IG *** 模块的损坏;2、在修理输出电压过高的故障时,更要切断+5V对CPU主板的供电,以免异常或高电压损坏CPU,造成CPU主板报废。3、不可使稳压回路中断,将导致输出电压异常升高!4、开关电源电路的二极管,用于整流和用于保护的,都为高速二极管或肖基特二极管,不可用普通IN4000系列整流二极管代用。4、开关管损坏后,更好换用原型号的,现在网络这么发达,货物来源不成问题,一般都能购到的。淘宝网上许多东西都能以便宜的价格购到,注意质量!

旷野之雪
2009-3-30
更好买他的书。《变频器实用电路维修和故障解析》《变频器实用电路图集与原理图说》两本书

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