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變頻器控制電路作用和原理

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(yùn)算電路控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路, 電動(dòng)機(jī)速度檢測電路、 頻率和電壓運(yùn)算電路、主電路電壓電流檢測電路、以及逆變器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路。其原理圖如下:

上圖中,只包括虛線內(nèi)部分,無速度檢測電路的控制電路程為開環(huán)控制。在控制電路中增加了速度檢測電路,就可以實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制。

1、運(yùn)算電路

運(yùn)算電路程的作用是將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)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(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路,用于控制主電路器件導(dǎo)通和關(guān)斷。

4、IO輸入輸出電路

控制變頻器輸入信號(hào)如:頻率給定、多段速度運(yùn)行,輸出信號(hào)如:電流、頻率、保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等

5、速度檢測電路

以裝在異步電動(dòng)軸機(jī)上的速度檢測器 (TG、PLG等)的信號(hào)為速度信號(hào),送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

6、保護(hù)電路

檢測主電路的電壓、電流等,當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí),為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。保護(hù)電路可分為逆變器保護(hù)和異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)和其他保護(hù)三種,保護(hù)功能如下:

 ?。?)逆變器保護(hù)

  ①瞬時(shí)過電流保護(hù),用于逆變電流負(fù)載側(cè)短路等,流過逆變電器回件的電流達(dá)到異常值(超過容許值)時(shí),瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn),切斷電流,變流器的輸出電流達(dá)到異常值,也得同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。

 ?、谶^載保護(hù),逆變器輸出電流超過額定值,且持續(xù)流通超過規(guī)定時(shí)間,為防止逆變器器件、電線等損壞,要停止運(yùn)轉(zhuǎn),恰當(dāng)?shù)谋Wo(hù)需要反時(shí)限特性,采用熱繼電器或電子熱保護(hù),過載是由于負(fù)載的GD2(慣性)過大或因負(fù)載過大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。

 ?、墼偕^電壓保護(hù),應(yīng)用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí),由于再生功率使直流電路電壓升高,有時(shí)超過容許值,可以采取停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)或停止快速的方法,防止過電壓。

 ?、芩矔r(shí)停電保護(hù),對(duì)于毫秒級(jí)內(nèi)的瞬時(shí)斷電,控制電路工作正常。但瞬時(shí)停電如果達(dá)數(shù)10ms以上時(shí),通常不僅控制電路誤動(dòng)作,主電路也不供電,所以檢測出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

 ?、萁拥剡^電流保護(hù),逆變器負(fù)載接地時(shí),為了保護(hù)逆變器,要有接地過電流保護(hù)功能。但為了保證人身安全,需要裝設(shè)漏電保護(hù)斷路器。

  ⑥冷卻風(fēng)機(jī)異常,有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置,當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升,因此采用風(fēng)機(jī)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(dòng)機(jī)的保護(hù)

 ?、龠^載保護(hù),過載檢測裝置與逆變器保護(hù)共用,但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱時(shí),在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度檢出器,或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。動(dòng)作過頻時(shí),應(yīng)考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)荷,增加電動(dòng)機(jī)及逆變器的容量等。

  ②超速保護(hù),逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過規(guī)定值時(shí),停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)

  (3)其他保護(hù)

 ?、俜乐故龠^電流,加速時(shí),如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩,則過電流保護(hù)電路動(dòng)作,運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行(失速)。所以,在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制,抑制頻率上升或使頻率下降。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過電流,有時(shí)也進(jìn)行同樣的控制。

 ?、诜乐故僭偕^電壓,減速時(shí)產(chǎn)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(hù)動(dòng)作,在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制,抑制頻率下降,防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)(失速)。

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