變頻器維修過程中,控制電路損壞是一種常見故障類型。因此,需要了解變頻器的控制電路程原理。變頻器的控制電路由以下部分組成:放大運算電路控制信號的驅動電路, 電動機速度檢測電路、 頻率和電壓運算電路、主電路電壓電流檢測電路、以及逆變器和電動機保護電路。其原理圖如下:
上圖中,只包括虛線內部分,無速度檢測電路的控制電路程為開環控制。在控制電路中增加了速度檢測電路,就可以實現異步電動機閉環控制。
1、運算電路
運算電路程的作用是將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。
2、電壓電流檢測電路
電壓電流檢測電路的作用是檢測電壓、電流,判斷是否存在過壓,欠壓,或者過流等問題。
3、驅動電路
驅動主電路器件的電路,用于控制主電路器件導通和關斷。
4、IO輸入輸出電路
控制變頻器輸入信號如:頻率給定、多段速度運行,輸出信號如:電流、頻率、保護動作驅動等
5、速度檢測電路
以裝在異步電動軸機上的速度檢測器 (TG、PLG等)的信號為速度信號,送入運算回路,根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。
6、保護電路
檢測主電路的電壓、電流等,當發生過載或過電壓等異常時,為了防止逆變器和異步電動機損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。保護電路可分為逆變器保護和異步電動機保護和其他保護三種,保護功能如下:
?。?)逆變器保護
?、偎矔r過電流保護,用于逆變電流負載側短路等,流過逆變電器回件的電流達到異常值(超過容許值)時,瞬時停止逆變器運轉,切斷電流,變流器的輸出電流達到異常值,也得同樣停止逆變器運轉。
?、谶^載保護,逆變器輸出電流超過額定值,且持續流通超過規定時間,為防止逆變器器件、電線等損壞,要停止運轉,恰當的保護需要反時限特性,采用熱繼電器或電子熱保護,過載是由于負載的GD2(慣性)過大或因負載過大使電動機堵轉而產生。
?、墼偕^電壓保護,應用逆變器使電動機快速減速時,由于再生功率使直流電路電壓升高,有時超過容許值,可以采取停止逆變器運轉或停止快速的方法,防止過電壓。
?、芩矔r停電保護,對于毫秒級內的瞬時斷電,控制電路工作正常。但瞬時停電如果達數10ms以上時,通常不僅控制電路誤動作,主電路也不供電,所以檢測出后使逆變器停止運轉。
?、萁拥剡^電流保護,逆變器負載接地時,為了保護逆變器,要有接地過電流保護功能。但為了保證人身安全,需要裝設漏電保護斷路器。
?、蘩鋮s風機異常,有冷卻風機的裝置,當風機異常時裝置內溫度將上升,因此采用風機熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器,檢測出異常后停止逆變電器工作。
?。?)異步電動機的保護
?、龠^載保護,過載檢測裝置與逆變器保護共用,但考慮低速運轉的過熱時,在異步電動機內埋入溫度檢出器,或者利用裝在逆變器內的電子熱保護來檢出過熱。動作過頻時,應考慮減輕電動機負荷,增加電動機及逆變器的容量等。
?、诔俦Wo,逆變器的輸出頻率或者異步電動機的速度超過規定值時,停止逆變器運轉
?。?)其他保護
?、俜乐故龠^電流,加速時,如果異步電動機跟蹤遲緩,則過電流保護電路動作,運轉就不能繼續進行(失速)。所以,在負載電流減小之前要進行控制,抑制頻率上升或使頻率下降。對于恒速運轉中的過電流,有時也進行同樣的控制。
?、诜乐故僭偕^電壓,減速時產生的再生能量使主電路直流電壓上升,為防止再生過電壓電路保護動作,在直流電壓下降之前要進行控制,抑制頻率下降,防止不能運轉(失速)。