易驅變頻器維修，硬件知識一圖文講清

變頻器是一種將固定頻率的交流電轉換為頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的一種電力電子設備。那么變頻器是怎樣變頻的呢？其實變頻器維修的內(nèi)部結構按照功能可劃分為整流部分，濾波部分和逆變部分。 下面我們就來詳細說說

一、整流部分

1）概述

我們通常把將交流變換為直流的過程稱之為整流。變頻器所采用的整流方式通常是三相全橋不可控整流，整流器件為將6顆整流二極管模塊化封裝的整流橋堆，俗稱整流橋。整流橋的參數(shù)主要就是額定電流值和耐壓值。以易驅變頻器維修ED3000 4KW以下的機器所用的整流橋 MDS25E-16為例：25是指其額定電流值25A，16指的是其耐壓為1600V。MDS是四菱公司的產(chǎn)品型號，MDS指的是該整流橋是三相全橋整流（六顆二極管），MDC指的是單相整流（2顆二極管封裝）。

三相整流橋

2）整流橋的使用情況

1、QL12B-10 四引腳，正方型封裝，主要用在220V/2.2KW及其以下功率段機器上。2、MDS25E/16 五引腳，三相全橋整流器，25A，1600V，380V 4KW以下機器使用。

3、MDS35E/16 五引腳，三相全橋整流器，35A，1600V，380V 5.5KW-7.5KW機器使用。

4、MDS90/16 三相全橋整流器，90A，1600V，380V 11KW-22KW機器使用 。

5、MDS160/16 三相全橋整流器，160A，1600V,80V,30KW機器使用。

6、MDS200/16 三相全橋整流器，200A，1600V，380V 37-45KW機器使用。 7、MDC160/16 單相整流橋，160A，1600V，多個并聯(lián)使用于55KW以上機器。

二、逆變部分

1）概述

將直流轉換為交流的過程稱之為逆變。當前低壓變頻器所采用的逆變器件大部分為IGBT。在通用變頻器中使用的IGBT一般都是模塊型結構，根據(jù)變頻器的使用特點，在IGBT單管旁反并了一個續(xù)流二極管。通常IGBT模塊有一單元，二單元，和六單元三種封裝方式。根據(jù)變頻器的電壓等級的不同，又分 為1200V（用于380V電壓等級）和600V（用于220V電壓等級）兩種不同的規(guī)格。其實物的示意圖如下：

單管IGBT

簡圖

２單元封裝的ＩＧＢＴ模塊

22KW以上的機器全部采用的是二單元封裝IGBT模塊。從內(nèi)部結構的示意圖中可以看出，3應該接直流母線的正極，2接直流母線的負極，1為逆變模塊的輸出，連接變頻器的輸出端子U、V或者W。3、4、5構成了逆變的上橋橋臂，1、6、7構成了逆變的下橋橋臂。其中4和6是所對應的IGBT的G極，7和5是所對應的IGBT的E極。由于IGBT是在電力MOSFET工藝基礎上所衍生的復合管，屬于電壓驅動的器件，所以接觸IGBT器件時要注意防靜電措施，并且要盡量避免手觸及IGBT模塊的控制極。

2）安裝方法

在模塊底部散熱器的表面均勻地抹上一層導熱膏，以鎖緊模塊的散熱器固定螺絲而導熱膏不溢出為佳。按照上圖的數(shù)字標示的順序將模塊散熱器對角螺孔的螺絲帶上，等所需安裝的螺絲全部帶上之后再一一鎖緊，否則會造成模塊的機械損壞。

安裝方法 安裝圖

3）ＩＧＢＴ模塊的命名規(guī)則

1.單管　單顆的IGBT是德國西門子旗下的INFINEON品牌：

２.EUPEC模塊

規(guī)格型號

說明：１. GB為２單元封裝　GD為６單元封裝

　　�。�.DN2用于區(qū)別IGBT芯片的類型．類似的尾綴還有DLC,DLCK,DN2B

三、濾波部分

1）主電容

這里所說的主電容指的是并聯(lián)在直流母線兩端的電解電容，其在變頻器內(nèi)所起的作用就是儲能和濾波，可以緩沖由泵升電壓帶給整流器件和逆變器件的沖擊。與其相關的主要參數(shù)就是容值和耐壓值。我們所采用的主電容的耐壓值為400VDC。對于220V電壓等級的變頻器而言，我們將高于電網(wǎng)電壓20%視為過電壓，而此時折算到直流母線上的直流電壓為：V=220V*1.2*1.414=373.3V〈400V所以對于該電壓等級的變頻器耐壓400V的電容已足以滿足耐壓標準。當容值不夠可以采取并聯(lián)電容的方法以增大容值。同理，對于380V電壓等級的變頻器電容所要承受的電壓為：V=380*1.2*1.414=644.8V〉400V，所以為了滿足耐壓要求就得采取串接的方式；但是由于每個電容都有等效的內(nèi)阻，而且該等效內(nèi)阻的阻值差異較大，若電容直接串聯(lián)則必然會帶來電容兩端的分壓不平均導致內(nèi)阻較大的電容兩端所分擔的電壓過高，甚至高于其耐壓值而損壞。為了避免該現(xiàn)象，每個串聯(lián)的電容兩端并接一個較大阻值的電阻以減小內(nèi)阻差異帶來的分壓不均。該電阻稱為均壓電阻。這里要提一下的是同型號電容并聯(lián)耐壓值保持不便，但其容值隨并聯(lián)的電容的個數(shù)倍增；同型號電容串聯(lián)，耐壓值隨所串接的電容的個數(shù)倍增，但其容值隨之成倍遞減。主電容是采用電解電容，通常電解電容是有極性的，電容并聯(lián)時要注意保持極性一致，串聯(lián)時要注意串接電容的極性正負相連。

電容標識圖示 主電容

2）吸收電容

這里所說的吸收電容就是夾在模塊P、N之間的無極性無感電容。其實質(zhì)就是緩沖電路，主要是根據(jù)電容兩端的電壓不能突變的原理用來控制IGBT的關斷浪涌電壓和續(xù)流二極管恢復浪涌電壓，減少開關損耗。

根據(jù)變頻器的電壓等級的不同其選用的吸收電容的耐壓值也不同。一般380V變頻器選用的吸收電容的耐壓為1200V，220V所選用的耐壓值為600V，這與他們所對應的逆變模塊的耐壓值一致。吸收電容的容值根據(jù)經(jīng)驗一般是每100A對應1UF。

吸收電容的安裝值得注意一下，應該盡可能的使吸收電容靠近模塊，并且采取適當?shù)募庸檀胧�，避免由于震動造成吸收電容斷腳，從而引發(fā)模塊損壞。

吸收電容

四、其他部件

1）霍爾傳感器

霍爾傳感器是利用霍爾效應工作的一種電流檢測裝置。當電流垂直于外磁場方向通過導體時，在垂直于電流和磁場的方向的導體兩側產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象稱為霍爾效應。我們可以簡單的理解為當有電流流經(jīng)霍爾傳感器時，霍爾傳感器輸出一個正比于電流大小的模擬量（電壓或者電流）。安裝霍爾傳感器時要保持霍爾的安裝方向一致，否則會導致信號檢測異常；還要注意電源的極性，否則會導致霍爾器件的損壞�；魻杺鞲衅鞯倪x用僅與被檢測的電流大小有關系。

2）風機

由于模塊的開關損耗會導致發(fā)熱，而過高的環(huán)境溫度會加速器件的老化，甚至會導致模塊的損壞，所以變頻器要采取散熱措施，而變頻器最常采用的散熱方式就是強迫風冷即在散熱器上加裝風機加速熱空氣流通而到達加強散熱作用。我們的小功率的機器所采用直流風機散熱，分別是6025/24V和8025/24V兩種風機。6025指的是風機的長和寬是60㎜，厚度為25㎜，同樣8025指的是風機的長和寬是80㎜，厚度為25㎜。中大功率的散熱風機是單相220V交流風機.由于熱空氣是向上流通的所以風機的安裝方向要保證空氣是向上流通的，這一點在裝配的過程中值得注意一下。

3）壓敏電阻

壓敏電阻是一種對電壓敏感的非線性過電壓保護元器件，在一定電壓電流范圍內(nèi)電阻阻值隨電壓而改變：當壓敏電阻兩端所加電壓低于標稱的額定電壓時，電阻阻值接近無窮大，內(nèi)部幾乎無電流流過；當壓敏電阻兩端的電壓略高于額定電壓時 ，壓敏電阻將被迅速擊穿導通呈低阻狀態(tài)，工作電流也急劇增大，當電流低于標稱的額定電壓時，壓敏電阻又恢復為高阻狀態(tài)。當壓敏電阻兩端電壓超過其限制電壓時，壓敏電阻將被完全擊穿損壞，無法自行恢復。

4）溫度開關和溫度電阻

為了防止過高的溫度導致變頻器的主器件的損壞，通常要采用一些檢測溫度的器件來檢測散熱器表面的溫度，當其溫度超過所允許的范圍則報“過熱”故障停機。我們所采用檢測溫度的器件是NTC溫度電阻，常溫下阻值為5K左右，其阻值會隨模塊散熱器的溫度而做線性改變。根據(jù)當前的阻值可換算出當前的溫度值。而溫度開關的工作原理是利用其內(nèi)部的雙金屬片的材質(zhì)的比熱特性，即在相同的溫度環(huán)境下，兩種不同的金屬的所產(chǎn)生的形變不一樣導致雙金屬片彎曲，使接點的邏輯狀態(tài)發(fā)生改變，常開的觸點閉合，常閉的觸頭斷開。變頻器根據(jù)其動作導致觸點的通斷狀態(tài)的改變而報出相對應的故障。變頻器所采用的溫度開關的動作溫度一般是在85℃左右。

 

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